JP7111855B2 - Heterodimeric Fc-fusion cytokines and pharmaceutical compositions containing the same - Google Patents
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Description
本発明は、免疫グロブリンFc対の第1のFc領域および第2のFc領域ならびに生理活性タンパク質を含むヘテロダイマーFc融合タンパク質であって、生理活性タンパク質の1つまたは複数のサブユニットは第1のFc領域および/または第2のFc領域のN末端またはC末端の1つまたは複数の末端に連結され、第1のFc領域および第2のFc領域のCH3ドメインは、Fcヘテロダイマーの形成を促進するように変異させられる、ヘテロダイマーFc融合タンパク質、ならびにヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む医薬組成物に関する。 The present invention provides a heterodimeric Fc fusion protein comprising a first Fc region and a second Fc region of an immunoglobulin Fc pair and a bioactive protein, wherein one or more subunits of the bioactive protein are linked to one or more of the N-terminal or C-terminal ends of the Fc region and/or the second Fc region, wherein the CH3 domains of the first Fc region and the second Fc region promote formation of Fc heterodimers Heterodimeric Fc-fusion proteins, as well as pharmaceutical compositions comprising heterodimeric Fc-fusion proteins, that are mutated to
本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質は、それが、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットタンパク質で構成される天然に存在する生理活性タンパク質の活性を保持することができ、それによって、融合タンパク質が天然に存在する形態および構造を可能な最も高い程度で維持することができるように、タンパク質の各サブユニットを免疫グロブリンのヘテロダイマーのFcの各鎖に別々に融合させることができるので、組み立てられたタンパク質を形成することによってインタクトな生物学的活性を示すことができるという点で、利点を有する。 A heterodimeric Fc fusion protein according to the present invention is capable of retaining the activity of a naturally occurring bioactive protein in which it is composed of two or more different subunit proteins, whereby the fusion protein is Each subunit of the protein can be separately fused to each chain of the Fc of the immunoglobulin heterodimer so that the naturally-occurring form and structure can be maintained to the highest possible degree. It has the advantage of being able to exhibit intact biological activity by forming a modified protein.
本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質を使用する場合、in vivoでのその生理活性が長期持続することができるように、ヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質のin vivo半減期を、Fcによって媒介される長い半減期のために有意に増加させることができるという点で、利点がある。 When using the heterodimeric Fc-fusion protein according to the present invention, the in vivo half-life of the bioactive protein contained in the heterodimeric Fc-fusion protein is reduced to the Fc There is an advantage in that it can be significantly increased due to the long half-life mediated by
さらに、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質は、生理活性タンパク質の1つまたは複数のサブユニットが免疫グロブリンヘテロダイマーFcのN末端またはC末端に融合している構造を有し、ヘテロダイマーFc融合タンパク質は、野生型Fcに基づく融合タンパク質と比較してその発現の後に容易に精製される。 Furthermore, the heterodimeric Fc fusion protein according to the present invention has a structure in which one or more subunits of the bioactive protein are fused to the N-terminus or C-terminus of the immunoglobulin heterodimeric Fc, heterodimeric Fc fusion protein is readily purified after its expression compared to wild-type Fc-based fusion proteins.
天然に存在するヒト抗体(免疫グロブリンG(IgG)、IgM、IgD、IgEおよびIgA)は、同じアミノ酸配列を有する2つの重鎖および同じ配列を有する2つの軽鎖のアセンブリーとして各々存在する。この点に関しては、2つの同一の重鎖間のホモ二量体化は、定常領域末端ドメイン(IgG、IgDおよびIgAのCH3ドメイン、IgMのCH4ドメインならびにIgEのCH2およびCH4ドメイン)の間の非共有結合性相互作用、およびヒンジドメインの間のジスルフィド結合によって誘導される。 Naturally occurring human antibodies (immunoglobulin G (IgG), IgM, IgD, IgE and IgA) each exist as an assembly of two heavy chains with the same amino acid sequence and two light chains with the same sequence. In this regard, homodimerization between two identical heavy chains results in non-uniformity between the constant region terminal domains (the CH3 domains of IgG, IgD and IgA, the CH4 domains of IgM and the CH2 and CH4 domains of IgE). It is induced by covalent interactions and disulfide bonds between the hinge domains.
抗体のヘテロダイマーFcテクノロジーは、CH3改変体対を有する操作されたFc断片が、天然に存在する抗体(IgG、IgM、IgA、IgDおよびIgE)においてFcホモダイマーではなくFcヘテロダイマーを優先的に形成するように、各ドメインの上の異なる変異により、CH3ドメイン界面への改変によって免疫グロブリン重鎖定常領域のヘテロダイマーの結晶性断片(Fc)を作製するテクノロジーである。より具体的には、それは、2つのFc断片が最小限の配列変化でヘテロダイマーを形成するが、それらは天然に存在する抗体のものと非常に類似した三次構造を有するように、遺伝子操作によってFcの2つの異なるCH3ドメインにおいて変異を誘導するテクノロジーである(米国特許第7,695,936号;および韓国特許第1,522,954号)。ヘテロダイマーFcテクノロジーは、二重特異的抗体を作製するためのプラットホームテクノロジーであり、これまで知られているFcヘテロダイマー形成を誘導するCH3ドメイン変異体は、抗体の構造に基づく合理的な設計によって非対称の変異対をCH3ドメイン界面に導入することによって大部分生成された(Spreter Von Kreudensteinら、2014年)。先駆的な研究には、Genentechからのknob-into-holeテクノロジー(Ridgwayら、1996年)が含まれ、Zymeworks(ZW1;Von Kreudensteinら、2013年)、Xencor(HA-TF;Moore GLら、2011年)、およびEMD Serono(SEEDbody;Davis JHら、2010年)を含む多くの多国籍製薬会社がプラットホームテクノロジーを開発し、報告している。 Antibody heterodimeric Fc technology allows engineered Fc fragments with CH3 variant pairs to preferentially form Fc heterodimers rather than Fc homodimers in naturally occurring antibodies (IgG, IgM, IgA, IgD and IgE) As such, the technology creates a heterodimeric crystalline fragment (Fc) of the immunoglobulin heavy chain constant region by modifications to the CH3 domain interface, with different mutations on each domain. More specifically, it is genetically engineered such that the two Fc fragments form a heterodimer with minimal sequence variation, yet they have a tertiary structure very similar to that of naturally occurring antibodies. A technology that induces mutations in two different CH3 domains of Fc (US Pat. No. 7,695,936; and Korean Pat. No. 1,522,954). Heterodimeric Fc technology is a platform technology for producing bispecific antibodies, and the known Fc heterodimer formation-inducing CH3 domain mutants are rationally designed based on the structure of antibodies. Mostly generated by introducing asymmetric mutation pairs at the CH3 domain interface (Spreter Von Kreudenstein et al., 2014). Pioneering work includes the knob-into-hole technology from Genentech (Ridgway et al., 1996), Zymeworks (ZW1; Von Kreudenstein et al., 2013), Xencor (HA-TF; Moore GL et al., 2011). 2010), and EMD Serono (SEEDbody; Davis JH et al., 2010).
とりわけ、本発明において使用されるA107改変体は、酵母細胞表面提示系を使用して構築されたヒト抗体ヘテロダイマーFcライブラリーからスクリーニングされた高収量Fcヘテロダイマーであり、立体的に相補性の疎水性相互作用(K409WCH3A-D399V/F405TCH3B)を形成するために荷電アミノ酸において変異を誘導し、CH3ドメイン界面での疎水性のコア完全性を保持する一方で、水素結合(K370ECH3A-E357NCH3B)を形成することによってヘテロダイマーの形成を促進するヘテロダイマーFc改変体である(Choiら2016年;韓国特許出願番号2015-0142181)。 In particular, the A107 variant used in the present invention is a high-yield Fc heterodimer screened from a human antibody heterodimer Fc library constructed using the yeast cell surface display system, and is sterically complementary. Mutations were introduced in charged amino acids to form hydrophobic interactions (K409W CH3A -D399V/F405T CH3B ) and hydrogen bonds (K370E CH3A -E357N CH3B ) is a heterodimeric Fc variant that promotes heterodimer formation by forming (Choi et al. 2016; Korean Patent Application No. 2015-0142181).
A107改変体を含む、これまでに報告されたヘテロダイマーFc改変体は、全てヒト抗体アイソタイプの最も大きな割合を占めるIgG1に基づき、IgG1以外のアイソタイプ(IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgMおよびIgE)の改変体はまだ報告されていない。 The heterodimeric Fc variants reported so far, including the A107 variant, are all based on IgG1, which accounts for the largest proportion of human antibody isotypes, isotypes other than IgG1 (IgG2, IgG3, IgG4, IgA, IgM and IgE). variants have not yet been reported.
これは、米国食品医薬品局(FDA)の承認下で市販されている治療用抗体の大部分はIgG1アイソタイプを採用しているからである(Iraniら2015年)。近年、抗体依存性細胞傷害(ADCC)または補体依存性細胞傷害(CDC)などの大きな抗体エフェクター機能を有する必要性のない、免疫調節抗体または受容体アゴニスト融合タンパク質のために、そのエフェクター機能がIgG1のものより有意に低い、IgG2またはIgG4に基づく治療用タンパク質の開発が行われている。 This is because the majority of therapeutic antibodies marketed under US Food and Drug Administration (FDA) approval adopt the IgG1 isotype (Irani et al. 2015). Recently, for immunomodulatory antibodies or receptor agonist fusion proteins without the need to have significant antibody effector functions, such as antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) or complement-dependent cytotoxicity (CDC), their effector functions have increased. IgG2 or IgG4 based therapeutic proteins are being developed that are significantly lower than those of IgG1.
一方、生理活性タンパク質の大部分は小さいサイズを有し、したがって、短いin vivo半減期を有する欠点を有する。この欠点を解決するために、PEG(ポリエチレングリコール)などをコンジュゲートするかまたは抗体Fc(結晶性断片)領域に融合する試みがあった。しかし、その活性が長期間効率的および十分に維持される生理活性タンパク質の開発はまだ可能でない。 On the other hand, most of the bioactive proteins have small size and thus suffer from short in vivo half-life. To overcome this drawback, there have been attempts to conjugate PEG (polyethylene glycol) or the like or to fuse it to the antibody Fc (crystalline fragment) region. However, it is not yet possible to develop a bioactive protein whose activity is efficiently and well maintained for a long period of time.
特に、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットが生理活性を示すためにタンパク質複合体を形成する、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成されるタンパク質の場合、野生型Fc融合タンパク質はFcのホモダイマー的性質のためにホモダイマーを形成するので、野生型Fcとの天然に存在する元のタンパク質複合体構造を有するように形成されるFc融合タンパク質の開発はこれまで可能でなかった。したがって、野生型Fcは、元のタンパク質の活性を適切に示し、それらの活性を長期間十分に維持するような、ヘテロダイマーまたはヘテロオリゴマータンパク質のためのFc融合に適していない。 In particular, for proteins composed of two or more different subunits, where the two or more different subunits form protein complexes to exhibit biological activity, the wild-type Fc fusion protein is Due to the homodimeric nature of Fc, it has not been possible so far to develop Fc fusion proteins that are formed to have the native protein complex structure that occurs naturally with wild-type Fc, as it forms homodimers. Therefore, wild-type Fc is not suitable for Fc fusions for heterodimeric or heterooligomeric proteins that adequately exhibit the activity of the original protein and maintain those activities well over an extended period of time.
この技術的背景の下で、本発明者らは、IgG1だけでなく、以前に報告されていないIgG2、IgG3およびIgG4などの他のアイソタイプ抗体に由来するFc領域を含むヘテロダイマー改変体を構築し、これらのヘテロダイマー改変体を、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、2つまたはそれより多くのサブユニットがタンパク質複合体を形成することによって生理活性を示す、タンパク質の1つまたは複数のサブユニットが、Fc領域の末端に遺伝子的に融合される、ヘテロダイマーFc融合タンパク質の形態の新規治療用融合タンパク質を開発するために使用し、それによって本発明を完成した。 In this technical background, we have constructed heterodimeric variants containing Fc regions not only from IgG1 but also from other isotype antibodies such as IgG2, IgG3 and IgG4, which have not been reported before. , these heterodimeric variants are composed of two or more different subunits, and the two or more subunits exhibit bioactivity by forming a protein complex, one of the proteins or used to develop novel therapeutic fusion proteins in the form of heterodimeric Fc fusion proteins, in which multiple subunits are genetically fused to the ends of the Fc region, thereby completing the present invention.
特に、本発明では、好ましくは、2つの異なるサブユニット、p35およびp40で構成されるタンパク質としてインターロイキン-12(IL-12)を使用することができ、ここで、2つのサブユニットは、IL-12タンパク質を形成することによって生理活性を示す。 In particular, the present invention can preferably use interleukin-12 (IL-12) as a protein composed of two different subunits, p35 and p40, wherein the two subunits are IL It exhibits bioactivity by forming the -12 protein.
IL-12は、免疫細胞の間で細胞傷害性Tリンパ球(CTL)もしくはナチュラルキラー細胞(NK)などの免疫細胞の活性を増加させることによって腫瘍を直接的に死滅させることができるか、または、免疫応答が阻害される腫瘍微小環境においてインターフェロンガンマ(IFN-γ)などの炎症促進性サイトカインの分泌を通して免疫応答を活性化することによって腫瘍形成を阻害することができる。したがって、IL-12は抗がんサイトカインとして大いに研究されている(Lasekら、2014年)。しかし、IL-12を使用した治療方法の開発では、サイトカインの短い半減期自体は、毒性につながる可能性のある頻繁な投与を必要とさせる。この理由から、長期作用型IL-12としてそれを使用するために、IL-12を抗体またはFcと融合させる研究が実行されてきた(Tuguesら、2015年)。しかし、これらの研究では、CH3ドメインの間での相互作用によってホモダイマーを形成する野生型Fcに基づく抗体の融合のために、IL-12の内因性の一価形態と異なり、融合したIL12タンパク質が二価であるという問題が生じ、この理由で、野生型Fcに基づく抗体に融合したIL-12は、内因性IL-12より劣った生理活性を示すか、または免疫細胞へのIL-12のアビディティによって促進される増加した結合のために望ましくない局在化が出現する(Tzengら、2015年;Dumontら、2006年)。 IL-12 can kill tumors directly by increasing the activity of immune cells such as cytotoxic T lymphocytes (CTL) or natural killer cells (NK) among immune cells, or , can inhibit tumorigenesis by activating the immune response through the secretion of pro-inflammatory cytokines such as interferon-gamma (IFN-γ) in the tumor microenvironment where the immune response is inhibited. Therefore, IL-12 has been extensively investigated as an anti-cancer cytokine (Lasek et al., 2014). However, in developing therapeutic strategies using IL-12, the cytokine's short half-life itself requires frequent dosing which can lead to toxicity. For this reason, studies have been carried out fusing IL-12 to antibodies or Fc in order to use it as a long-acting IL-12 (Tugues et al., 2015). However, in these studies, due to the fusion of wild-type Fc-based antibodies that form homodimers through interaction between the CH3 domains, the fused IL12 protein, unlike the endogenous monovalent form of IL-12, was The problem of bivalency arises, and for this reason IL-12 fused to wild-type Fc-based antibodies either exhibit inferior bioactivity to endogenous IL-12, or the ability of IL-12 to interact with immune cells. Undesirable localization emerges due to increased binding facilitated by avidity (Tzeng et al., 2015; Dumont et al., 2006).
したがって、図1(A)~1(C)に示すように、野生型の抗体またはFc領域を使用して一価の融合タンパク質を作製する取り組みにおいて、さらなる精製のための選択的タグを単一のFc領域のC末端だけに融合させること、または、高純度で別々に精製した後にFc領域およびタンパク質を互いに融合させることなどの戦略を通して、融合タンパク質を構築する方法が使用されてきた。しかし、この方法は、大量のタンパク質を生成するために非常に高コストであるだけでなく、さらなる精製過程を最適化するための研究も必要とする。 Thus, as shown in Figures 1(A)-1(C), in an effort to generate monovalent fusion proteins using wild-type antibodies or Fc regions, selective tags for further purification are attached to a single Methods have been used to construct fusion proteins through strategies such as fusing only to the C-terminus of the Fc region of , or fusing the Fc region and protein together after separate purification to high purity. However, this method is not only very costly to produce large amounts of protein, but also requires further work to optimize the purification process.
しかし、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質の使用は、さらなる精製過程の最適化を必要とすることなく、図2に示すように一価のヘテロダイマーFc融合タンパク質を容易に生成することを可能にする。 However, the use of heterodimeric Fc-fusion proteins according to the invention allows the facile production of monovalent heterodimeric Fc-fusion proteins as shown in Figure 2 without the need for further optimization of the purification process. do.
本発明の目的は、新規のヘテロダイマーFc融合タンパク質を提供することであり、そのタンパク質は1つ、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、それによって、組み立てられたタンパク質を形成することによってインタクトな生物学的活性を示し、したがって、その融合タンパク質の天然の生理活性をin vivoで長期間維持することができる。 It is an object of the present invention to provide novel heterodimeric Fc-fusion proteins, which are composed of one, two or more different subunits, thereby forming assembled proteins. Thus, the fusion protein's native bioactivity can be maintained in vivo for an extended period of time.
特に、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質は、融合タンパク質が天然に存在する形態および構造を可能な最も高い程度で維持することができるように、それが、2つまたはそれより多くのサブユニットが集合してタンパク質を形成して生理活性を示す、天然に存在する生理活性タンパク質の活性を保持することができるように形成される。 In particular, the heterodimeric Fc-fusion protein according to the invention is characterized by the fact that the two or more subunits are It is formed so that it can retain the activity of naturally occurring bioactive proteins that aggregate to form proteins and exhibit bioactivity.
さらに、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質は、in vivoでのその生理活性が長期持続することができるように、ヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質のin vivo半減期を、Fcによって媒介される長い半減期のために有意に増加させることができるという点で、利点を有する。 Furthermore, the heterodimeric Fc fusion protein according to the present invention can extend the in vivo half-life of the bioactive protein contained in the heterodimeric Fc fusion protein by Fc so that its bioactivity in vivo can be sustained for a long time. It has the advantage in that it can be significantly increased due to the long mediated half-life.
本発明の別の目的は、上記のヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む医薬組成物、ならびに、それを使用して疾患、特にがんを処置するための組成物および治療方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide pharmaceutical compositions comprising the heterodimeric Fc-fusion proteins described above, as well as compositions and therapeutic methods therefor to treat diseases, especially cancer.
上の目的を達成するために、本発明は、免疫グロブリンFc対の第1のFc領域および第2のFc領域ならびに生理活性タンパク質を含むヘテロダイマーFc融合タンパク質であって、
生理活性タンパク質は2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットは、タンパク質複合体を形成することによって生理活性を示し、
生理活性タンパク質のサブユニットは第1のFc領域および/または第2のFc領域のN末端またはC末端の1つまたは複数の末端に連結されるかまたは遺伝子的に融合され、
第1のFc領域および第2のFc領域のCH3ドメインは、Fcヘテロダイマーの形成を促進するように変異させられる、
ヘテロダイマーFc融合タンパク質を提供する。
To achieve the above objects, the present invention provides a heterodimeric Fc fusion protein comprising a first Fc region and a second Fc region of an immunoglobulin Fc pair and a bioactive protein,
a bioactive protein is composed of two or more different subunits, the two or more different subunits exhibiting bioactivity by forming a protein complex,
the bioactive protein subunit is linked or genetically fused to one or more of the N-terminal or C-terminal ends of the first Fc region and/or the second Fc region;
the CH3 domains of the first Fc region and the second Fc region are mutated to promote formation of Fc heterodimers;
A heterodimeric Fc fusion protein is provided.
本発明は、上記のヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む医薬組成物、ならびに、それを使用して疾患、特にがんを処置するための組成物および治療方法も提供する。
本発明は、上記のヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む医薬組成物、ならびに、それを使用して疾患、特にがんを処置するための組成物および治療方法も提供する。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
免疫グロブリンFc(結晶性断片)対の第1のFc領域および第2のFc領域ならびに生理活性タンパク質を含むヘテロダイマーFc融合タンパク質であって、
前記生理活性タンパク質は2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、前記2つまたはそれより多くの異なるサブユニットは、タンパク質複合体を形成することによって生理活性を示し、
前記生理活性タンパク質の前記2つまたはそれより多くの異なるサブユニットは、前記第1のFc領域および/または前記第2のFc領域のN末端またはC末端の1つまたは複数の末端に連結され、
前記第1のFc領域および前記第2のFc領域のCH3ドメインは、ヘテロダイマーFcの形成を促進するように変異させられる、
ヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目2)
前記生理活性タンパク質の前記2つまたはそれより多くの異なるサブユニットのうちの1つは、前記第1のFc領域または前記第2のFc領域の前記N末端または前記C末端の任意の1つの末端だけに連結され、前記生理活性タンパク質の残りのサブユニット(複数可)は、前記第1のFc領域および前記第2のFc領域のうちの他方の前記N末端および前記C末端の1つの末端に連結される、項目1に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目3)
生理活性タンパク質の前記2つまたはそれより多くの異なるサブユニットが、前記第1のFc領域および前記第2のFc領域の各々の前記N末端および/または前記C末端の各々に別々に連結される、項目1に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目4)
前記生理活性タンパク質が、インターロイキン-12(IL-12)、インターロイキン-23(IL-23)、インターロイキン-27(IL-27)、インターロイキン-35(IL-35)および卵胞刺激ホルモン(FSH)からなる群より選択される、項目1に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目5)
前記生理活性タンパク質がIL-12である、項目4に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目6)
IL-12のp35またはp40サブユニットのいずれかは、前記第1のFc領域または前記第2のFc領域の前記N末端または前記C末端の任意の1つの末端だけに連結され、他方のサブユニットは、前記第1のFc領域および前記第2のFc領域のうちの他方の前記N末端または前記C末端の任意の1つの末端にリンカーによって連結される、項目5に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目7)
IL-12の前記p35サブユニットおよび前記p40サブユニットが、前記第1のFc領域および前記第2のFc領域の各々の前記N末端および/または前記C末端の各々に別々に連結される、項目5に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目8)
前記第1のFc領域および前記第2のFc領域の各々が、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA、IgDおよびIgEからなる群より選択されるFc領域に由来する、項目1に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目9)
前記第1のFc領域および前記第2のFc領域が、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA、IgDおよびIgEからなる完全な抗体形態に含まれる、項目1に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目10)
前記第1のFc領域または前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの変異が、以下の群(変異の位置はEUインデックスに従って番号付けされる):
(1)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインのK370位のアミノ酸残基の置換K370E、K370R、K370M、K370DまたはK370H;
(2)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのE357位のアミノ酸残基の置換E357N、E357D、E357A、E357I、E357GまたはE357M、および前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのS364位のアミノ酸残基の置換S364TまたはS364W;
(3)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換K409W;ならびに
(4)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのF405位のアミノ酸残基の置換F405T、および前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのD399位のアミノ酸残基の置換D399V
から選択される1つまたは複数の変異を含む、項目1に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目11)
前記第1のFc領域または前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの変異が、以下の群(変異の位置はEUインデックスに従って番号付けされる):
(1)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインのK360位のアミノ酸残基の置換K360E;
(2)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのE347位のアミノ酸残基の置換E347R;
(3)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換K409W;ならびに
(4)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのF405位のアミノ酸残基の置換F405T、および前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのD399位のアミノ酸残基の置換D399V
から選択される1つまたは複数の変異を含む、項目1に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目12)
前記第1のFc領域および前記第2のFc領域の前記CH3ドメインが、以下の残基(位置はEUインデックスに従って番号付けされる):
(i)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインのY349位で置換されたシステイン(C);および
(ii)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインのS354位で置換されたシステイン(C)
をさらに含む、項目10または11に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質。
(項目13)
項目1~12のいずれか一項に記載のヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む医薬組成物。
(項目14)
前記ヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質がIL-12(IL-12)である、項目13に記載の医薬組成物。
(項目15)
がんを処置するために使用される、項目14に記載の医薬組成物。
(項目16)
前記がんが、結腸直腸がん、メラノーマ、乳がん、膵臓がん、腎臓がん、前立腺がん、卵巣がん、小腸がん、食道がん、子宮頸がん、肺がん、リンパ腫および血液がんからなる群より選択される、項目15に記載の医薬組成物。
(項目17)
他の抗がん薬との併用療法のために使用される、項目15に記載の医薬組成物。
The present invention also provides pharmaceutical compositions comprising the heterodimeric Fc-fusion proteins described above, as well as compositions and therapeutic methods using them to treat diseases, particularly cancer.
The present invention also provides pharmaceutical compositions comprising the heterodimeric Fc-fusion proteins described above, as well as compositions and therapeutic methods using them to treat diseases, particularly cancer.
The present invention provides, for example, the following items.
(Item 1)
1. A heterodimeric Fc fusion protein comprising a first Fc region and a second Fc region of an immunoglobulin Fc (crystalline fragment) pair and a bioactive protein,
the bioactive protein is composed of two or more different subunits, and the two or more different subunits exhibit bioactivity by forming a protein complex;
said two or more different subunits of said bioactive protein are linked to one or more of the N-terminal or C-terminal ends of said first Fc region and/or said second Fc region;
the CH3 domains of said first Fc region and said second Fc region are mutated to promote formation of a heterodimeric Fc;
Heterodimeric Fc fusion protein.
(Item 2)
one of said two or more different subunits of said bioactive protein at any one end of said N-terminus or said C-terminus of said first Fc region or said second Fc region and the remaining subunit(s) of said bioactive protein are at one end of said N-terminus and said C-terminus of the other of said first Fc region and said second Fc region. The heterodimeric Fc fusion protein of
(Item 3)
said two or more different subunits of a bioactive protein are separately linked to each of said N-terminus and/or said C-terminus of each of said first Fc region and said second Fc region ,
(Item 4)
Said bioactive protein is interleukin-12 (IL-12), interleukin-23 (IL-23), interleukin-27 (IL-27), interleukin-35 (IL-35) and follicle stimulating hormone ( FSH), the heterodimeric Fc fusion protein according to
(Item 5)
5. The heterodimeric Fc fusion protein according to
(Item 6)
either the p35 or p40 subunit of IL-12 is linked to only any one end of said N-terminus or said C-terminus of said first Fc region or said second Fc region and the other subunit is linked by a linker to any one end of the N-terminus or the C-terminus of the other of the first Fc region and the second Fc region, the heterodimeric Fc fusion protein of
(Item 7)
wherein said p35 subunit and said p40 subunit of IL-12 are separately linked to each of said N-terminus and/or said C-terminus of each of said first Fc region and said second Fc region; 5. The heterodimeric Fc fusion protein according to 5.
(Item 8)
2. according to
(Item 9)
The heterodimeric Fc fusion of
(Item 10)
The CH3 domain mutations of said first Fc region or said second Fc region are in the following groups (mutation positions are numbered according to the EU index):
(1) Substitution K370E, K370R, K370M, K370D or K370H of the amino acid residue at position K370 of the CH3 domain of the first Fc region;
(2) substitution of amino acid residue E357N, E357D, E357A, E357I, E357G or E357M of said CH3 domain of said second Fc region at position E357 and amino acid at position S364 of said CH3 domain of said second Fc region; substitution of residues S364T or S364W;
(3) a substitution K409W for an amino acid residue at position K409 of said CH3 domain of said first Fc region; and (4) a substitution F405T for an amino acid residue at position F405 of said CH3 domain of said second Fc region, and Substitution D399V of the amino acid residue at position D399 of said CH3 domain of said second Fc region
The heterodimeric Fc fusion protein of
(Item 11)
The CH3 domain mutations of said first Fc region or said second Fc region are in the following groups (mutation positions are numbered according to the EU index):
(1) Substitution K360E of the amino acid residue at position K360 of the CH3 domain of the first Fc region;
(2) Substitution E347R of the amino acid residue at position E347 of the CH3 domain of the second Fc region;
(3) a substitution K409W for an amino acid residue at position K409 of said CH3 domain of said first Fc region; and (4) a substitution F405T for an amino acid residue at position F405 of said CH3 domain of said second Fc region, and Substitution D399V of the amino acid residue at position D399 of said CH3 domain of said second Fc region
The heterodimeric Fc fusion protein of
(Item 12)
Said CH3 domains of said first Fc region and said second Fc region comprise the following residues (positions are numbered according to the EU index):
(i) a cysteine (C) substituted at position Y349 of said CH3 domain of said first Fc region; and (ii) a cysteine (C) substituted at position S354 of said CH3 domain of said second Fc region.
12. The heterodimeric Fc fusion protein of
(Item 13)
A pharmaceutical composition comprising the heterodimeric Fc fusion protein according to any one of items 1-12.
(Item 14)
The pharmaceutical composition according to
(Item 15)
15. The pharmaceutical composition according to
(Item 16)
said cancer is colorectal cancer, melanoma, breast cancer, pancreatic cancer, renal cancer, prostate cancer, ovarian cancer, small intestine cancer, esophageal cancer, cervical cancer, lung cancer, lymphoma and
(Item 17)
16. The pharmaceutical composition according to
特記されない限り、本明細書で使用される全ての専門用語および科学用語は、本発明が関する分野の当業者が一般に理解するのと同じ意味を有する。一般的に、本明細書で使用される命名法、および下で記載される実験方法は、当技術分野で周知であり、普通に用いられるものである。 Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention pertains. Generally, the nomenclature used herein and the experimental methods described below are those well known and commonly used in the art.
一態様では、本発明は、免疫グロブリンFc対の第1のFc領域および第2のFc領域ならびに生理活性タンパク質を含むヘテロダイマーFc融合タンパク質であって、
生理活性タンパク質は2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットは、タンパク質複合体を形成することによって生理活性を示し、生理活性タンパク質の1つまたは複数のサブユニットは第1のFc領域および/または第2のFc領域のN末端またはC末端の1つまたは複数の末端に連結され、
第1のFc領域および第2のFc領域のCH3ドメインは、ヘテロダイマーの形成を促進するように変異させられる、
ヘテロダイマーFc融合タンパク質に関する。
In one aspect, the invention provides a heterodimeric Fc fusion protein comprising a first Fc region and a second Fc region of an immunoglobulin Fc pair and a bioactive protein, wherein
A bioactive protein is composed of two or more different subunits, the two or more different subunits exhibiting bioactivity by forming a protein complex, and one or more of the bioactive protein the plurality of subunits is linked to one or more of the N-terminal or C-terminal ends of the first Fc region and/or the second Fc region;
the CH3 domains of the first Fc region and the second Fc region are mutated to promote heterodimer formation;
It relates to a heterodimeric Fc fusion protein.
本明細書で使用する場合、用語「Fc領域」または「重鎖定常領域」は、免疫グロブリンCH2ドメイン、CH3ドメインおよびヒンジドメインを含む領域を意味する。しかし、IgEの場合、この用語は、CH2ドメイン、CH3ドメイン、CH4ドメインおよびヒンジドメインを含む領域を意味する。 As used herein, the term "Fc region" or "heavy chain constant region" refers to the region comprising the immunoglobulin CH2, CH3 and hinge domains. However, for IgE the term refers to the region comprising the CH2, CH3, CH4 and hinge domains.
本明細書で使用する場合、表現「第1のFc領域および第2のFc領域はヘテロダイマーの形成を促進するように変異させられる」は、天然に存在する抗体は2つのFc領域が同じ配列を有するホモダイマー形態を有し、これらのFc領域配列の一部は変異させられ、そのために、第1のFc領域と第2のFc領域の間の特異的非共有結合性相互作用を通してヘテロダイマーの形成を促進することができるか、または、ホモダイマーの形成を低減することができるか、もしくは、好ましくはほとんど起こることができないことを意味する。 As used herein, the phrase "the first Fc region and the second Fc region are mutated to promote heterodimer formation" means that a naturally occurring antibody has two Fc regions with the same sequence and some of these Fc region sequences are mutated so that through specific non-covalent interactions between the first Fc region and the second Fc region, the heterodimeric It means that the formation can be promoted or the formation of homodimers can be reduced or, preferably, hardly can occur.
好ましくは、「第1のFc領域および第2のFc領域はヘテロダイマーの形成を促進するように変異させられる」は、「免疫グロブリンからの第1のFc領域および第2のFc領域に含有されるCH3ドメインの各々は、Fcヘテロダイマーの形成を促進するように変異させられる」ことを含むことができる。 Preferably, "the first Fc region and the second Fc region are mutated to promote heterodimer formation" means "the first Fc region and the second Fc region from the immunoglobulin contain each of the CH3 domains is mutated to promote formation of Fc heterodimers.
本発明では、「ヘテロダイマーのFcまたはFcヘテロダイマー」は第1のFc領域および第2のFc領域を含み、第1のFc領域および第2のFc領域は、第1のFc領域および第2のFc領域のCH3ドメインがFcヘテロダイマーの形成を促進するように変異させられるヘテロダイマーを意味する。 In the present invention, a "heterodimeric Fc or Fc heterodimer" comprises a first Fc region and a second Fc region, wherein the first Fc region and the second Fc region are the first Fc region and the second A heterodimer in which the CH3 domain of the Fc region of is mutated to promote the formation of Fc heterodimers.
本発明では、第1のFc領域および第2のFc領域の各々は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA、IgDおよびIgEからなる群より選択されるFc領域に由来することができ、好ましくは、第1のFc領域および第2のFc領域の各々は、IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4に由来する。 In the present invention, each of the first Fc region and the second Fc region can be derived from an Fc region selected from the group consisting of human IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM, IgA, IgD and IgE. Preferably, each of the first Fc region and the second Fc region is derived from IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4.
さらに、第1のFc領域および第2のFc領域は、アイソタイプ抗体に由来することができる。 Additionally, the first Fc region and the second Fc region can be derived from an isotype antibody.
別の態様では、CH3ドメインの変異は、以下の群(本発明における全ての変異位置はEUインデックスに従って番号付けされる)から選択される1つまたは複数の変異を含むことができる: In another aspect, the CH3 domain mutation can comprise one or more mutations selected from the following group (all mutation positions in the present invention are numbered according to the EU index):
(1)第1のFc領域のCH3ドメインのK370位のアミノ酸残基の置換;および第2のFc領域のCH3ドメインのE357位および/もしくはS364位のアミノ酸残基の置換;ならびに/または
(2)第1のFc領域のCH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換;および第2のFc領域のCH3ドメインのF405位および/もしくはD399位のアミノ酸残基の置換。
(1) substitution of amino acid residues at position K370 of the CH3 domain of the first Fc region; and substitution of amino acid residues at positions E357 and/or S364 of the CH3 domain of the second Fc region; ) replacement of the amino acid residue at position K409 of the CH3 domain of the first Fc region; and replacement of the amino acid residue at position F405 and/or D399 of the CH3 domain of the second Fc region.
好ましくは、第1のFc領域のCH3ドメインのK370位のアミノ酸残基の置換は、K370E、K370R、K370M、K370DまたはK370Hであってよく、第2のFc領域のCH3ドメインのE357位のアミノ酸残基の置換は、E357N、E357D、E357A、E357I、E357GまたはE357Mであってよく、第2のFc領域のCH3ドメインのS364位のアミノ酸残基の置換は、S364TまたはS364Wであってよい。 Preferably, the substitution of the amino acid residue at position K370 of the CH3 domain of the first Fc region may be K370E, K370R, K370M, K370D or K370H, and the amino acid residue at position E357 of the CH3 domain of the second Fc region. The substitution of the group may be E357N, E357D, E357A, E357I, E357G or E357M and the substitution of the amino acid residue at position S364 of the CH3 domain of the second Fc region may be S364T or S364W.
さらに、第1のFc領域のCH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換は、K409Wであってよく、第2のFc領域のCH3ドメインのF405位のアミノ酸残基の置換は、F405Tであってよく、第2のFc領域のCH3ドメインのD399位のアミノ酸残基の置換は、D399Vであってよい。 Further, the substitution of the amino acid residue at position K409 of the CH3 domain of the first Fc region may be K409W, and the substitution of the amino acid residue at position F405 of the CH3 domain of the second Fc region may be F405T. Optionally, the substitution of the amino acid residue at position D399 of the CH3 domain of the second Fc region may be D399V.
K370Eなどのアミノ酸残基変異は、370位のKがEに変異させられることを意味し、本発明における全てのアミノ酸残基の変異は、上記と同じ意味で使用される。
An amino acid residue mutation such as K370E means that K at
最も好ましくは、第1のFc領域または第2のFc領域のCH3ドメインの変異は、以下の群(変異の位置はEUインデックスに従って番号付けされる)から選択される1つまたは複数の変異を含むことができる:
(1)第1のFc領域のCH3ドメインのK370位のアミノ酸残基の置換K370E、K370R、K370M、K370DまたはK370H;
(2)第2のFc領域のCH3ドメインのE357位のアミノ酸残基の置換E357N、E357D、E357A、E357I、E357GまたはE357M、および第2のFc領域のCH3ドメインのS364位のアミノ酸残基の置換S364TまたはS364W;
(3)第1のFc領域のCH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換K409W;ならびに
(4)第2のFc領域のCH3ドメインのF405位のアミノ酸残基の置換F405T、および第2のFc領域のCH3ドメインのD399位のアミノ酸残基の置換D399V。
Most preferably, the CH3 domain mutation of the first Fc region or the second Fc region comprises one or more mutations selected from the following group (positions of mutations are numbered according to the EU index): be able to:
(1) Substitution K370E, K370R, K370M, K370D or K370H of the amino acid residue at position K370 of the CH3 domain of the first Fc region;
(2) Substitution of amino acid residue E357N, E357D, E357A, E357I, E357G or E357M of the CH3 domain of the second Fc region and substitution of amino acid residue S364 of the CH3 domain of the second Fc region S364T or S364W;
(3) a substitution K409W for an amino acid residue at position K409 of the CH3 domain of the first Fc region; and (4) a substitution F405T for an amino acid residue at position F405 of the CH3 domain of the second Fc region, and the second Fc. Substitution D399V of the amino acid residue at position D399 of the CH3 domain of the region.
第1のFc領域および第2のFc領域のCH3ドメインは、以下の残基をさらに含むことができる:
(i)第1のFc領域のCH3ドメインのY349位で置換されたシステイン(C);および
(ii)第2のFc領域のCH3ドメインのS354位で置換されたシステイン(C)。
The CH3 domains of the first Fc region and the second Fc region can further comprise the following residues:
(i) a cysteine substituted at position Y349 of the CH3 domain of the first Fc region (C); and (ii) a cysteine substituted at position S354 of the CH3 domain of the second Fc region (C).
さらに別の態様では、CH3ドメインの変異は、以下の群から選択される1つまたは複数の変異を含むことができる:
(1)第1のFc領域のCH3ドメインのK360位のアミノ酸残基の置換;および第2のFc領域のCH3ドメインのE347位のアミノ酸残基の置換;ならびに/または
(2)第1のFc領域のCH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換;および第2のFc領域のCH3ドメインのF405位およびD399位のアミノ酸残基の置換。
In yet another aspect, the CH3 domain mutations can comprise one or more mutations selected from the group of:
(1) substitution of the amino acid residue at position K360 of the CH3 domain of the first Fc region; and substitution of the amino acid residue at position E347 of the CH3 domain of the second Fc region; and/or (2) the first Fc substitution of amino acid residues at position K409 of the CH3 domain of the region; and substitution of amino acid residues at positions F405 and D399 of the CH3 domain of the second Fc region.
好ましくは、第1のFc領域のCH3ドメインのK360位のアミノ酸残基の置換はK360Eであってよく、第2のFc領域のCH3ドメインのE347位のアミノ酸残基の置換はE347Rであってよい。 Preferably, the substitution of the amino acid residue at position K360 of the CH3 domain of the first Fc region may be K360E, and the substitution of the amino acid residue at position E347 of the CH3 domain of the second Fc region may be E347R. .
第1のFc領域のCH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換はK409Wであってよく、第2のFc領域のCH3ドメインのF405位のアミノ酸残基の置換はF405Tであってよく、第2のFc領域のCH3ドメインのD399位のアミノ酸残基の置換はD399Vであってよい。 The substitution of the amino acid residue at position K409 of the CH3 domain of the first Fc region may be K409W, the substitution of the amino acid residue at position F405 of the CH3 domain of the second Fc region may be F405T, the second The substitution of the amino acid residue at position D399 of the CH3 domain of the Fc region of may be D399V.
最も好ましくは、第1のFc領域または第2のFc領域のCH3ドメインの変異は、以下の群(変異の位置はEUインデックスに従って番号付けされる)から選択される1つまたは複数の変異を含むことができる:
(1)第1のFc領域のCH3ドメインのK360位のアミノ酸残基の置換K360E;
(2)第2のFc領域のCH3ドメインのE347位のアミノ酸残基の置換E347R;
(3)第1のFc領域のCH3ドメインのK409位のアミノ酸残基の置換K409W;ならびに
(4)第2のFc領域のCH3ドメインのF405位のアミノ酸残基の置換F405T、および第2のFc領域のCH3ドメインのD399位のアミノ酸残基の置換D399V。
Most preferably, the CH3 domain mutation of the first Fc region or the second Fc region comprises one or more mutations selected from the following group (positions of mutations are numbered according to the EU index): be able to:
(1) Substitution K360E of the amino acid residue at position K360 of the CH3 domain of the first Fc region;
(2) Substitution E347R of the amino acid residue at position E347 of the CH3 domain of the second Fc region;
(3) a substitution K409W for an amino acid residue at position K409 of the CH3 domain of the first Fc region; and (4) a substitution F405T for an amino acid residue at position F405 of the CH3 domain of the second Fc region, and the second Fc. Substitution D399V of the amino acid residue at position D399 of the CH3 domain of the region.
第1のFc領域および第2のFc領域のCH3ドメインは、以下の残基をさらに含むことができる:
(i)第1のFc領域のCH3ドメインのY349位で置換されたシステイン(C);および
(ii)第2のFc領域のCH3ドメインのS354位で置換されたシステイン(C)。
The CH3 domains of the first Fc region and the second Fc region can further comprise the following residues:
(i) a cysteine substituted at position Y349 of the CH3 domain of the first Fc region (C); and (ii) a cysteine substituted at position S354 of the CH3 domain of the second Fc region (C).
好ましくは、本発明による免疫グロブリンからの第1のFc領域および第2のFc領域に含有されるCH3ドメインの各々は、以下の配列番号によって表されるアミノ酸配列からなる群より選択されるアミノ酸配列を有することができる:
(1)配列番号1および配列番号2;
(2)配列番号3および配列番号4;
(3)配列番号5および配列番号6;
(4)配列番号8および配列番号9;
(5)配列番号11および配列番号12;ならびに
(6)配列番号14および配列番号15。
Preferably, each of the CH3 domains contained in the first Fc region and the second Fc region from the immunoglobulin according to the invention has an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequences represented by the following SEQ ID NOs: can have:
(1) SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2;
(2) SEQ ID NO:3 and SEQ ID NO:4;
(3) SEQ ID NO:5 and SEQ ID NO:6;
(4) SEQ ID NO:8 and SEQ ID NO:9;
(5) SEQ ID NO:11 and SEQ ID NO:12; and (6) SEQ ID NO:14 and SEQ ID NO:15.
特に、本発明による免疫グロブリンからの第1のFc領域および第2のFc領域は、下の表1に示すIgG4 CH3ドメインの配列を好ましくは有する。
本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質では、生理活性タンパク質のサブユニットは、第1のFc領域または第2のFc領域のN末端またはC末端の任意の1つの末端だけに連結することができ、単一の生理活性タンパク質の1つまたは複数の異なるサブユニットは、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のN末端およびC末端の各々に連結することができる(図2(B)および2(C)を参照されたい)。 In the heterodimeric Fc fusion protein according to the present invention, the bioactive protein subunit can be linked to only one of the N-terminal or C-terminal ends of the first Fc region or the second Fc region, One or more different subunits of a bioactive protein can be linked to each of the N-terminus and C-terminus of each of the first Fc region and the second Fc region (FIG. 2(B) and 2(C)).
「生理活性タンパク質のサブユニットは、第1のFc領域または第2のFc領域のN末端またはC末端の任意の1つの末端だけに連結される」は、生理活性タンパク質のサブユニットの1つが、第1のFc領域または第2のFc領域のN末端またはC末端の4つの末端のうちの任意の1つだけに連結されること、および生理活性タンパク質の残りのサブユニット(複数可)が、第1のFc領域または第2のFc領域のN末端またはC末端の任意の1つの末端に連結されている、生理活性タンパク質のサブユニットにリンカーによって連結されることを意味する。リンカーは好ましくはアミノ酸のリンカーであるが、それに限定されない。 "The bioactive protein subunit is linked to only one of the N-terminal or C-terminal ends of the first Fc region or the second Fc region" means that one of the bioactive protein subunits is linked to only any one of the four N-terminal or C-terminal ends of the first Fc region or the second Fc region and the remaining subunit(s) of the bioactive protein, It means linked by a linker to the subunit of the bioactive protein linked to any one of the N-terminus or C-terminus of the first Fc region or the second Fc region. The linker is preferably an amino acid linker, but is not so limited.
さらに、「単一の生理活性タンパク質の1つまたは複数の異なるサブユニットは、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のN末端およびC末端の各々に連結される」は、単一の生理活性タンパク質の1つまたは複数の異なるサブユニットが、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のN末端に連結されることか、単一の生理活性タンパク質の1つまたは複数の異なるサブユニットが、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のC末端に連結されるか、または単一の生理活性タンパク質の1つまたは複数の異なるサブユニットが、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のN末端およびC末端にそれぞれ連結されることを意味する。 Furthermore, "one or more different subunits of a single bioactive protein are linked to each of the N-terminus and C-terminus of each of the first Fc region and the second Fc region" refers to a single linked to the N-terminus of each of the first Fc region and the second Fc region, or one or more different subunits of a single bioactive protein Different subunits are linked to the C-terminus of each of the first Fc region and the second Fc region, or one or more different subunits of a single bioactive protein are linked to the first Fc region. and to the N-terminus and C-terminus of each of the second Fc regions, respectively.
本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質では、生理活性タンパク質のサブユニットは、第1のFc領域および/または第2のFc領域のN末端および/またはC末端に遺伝子融合によって連結することができる。 In the heterodimeric Fc-fusion protein according to the invention, the bioactive protein subunits can be linked to the N-terminus and/or C-terminus of the first Fc region and/or the second Fc region by gene fusion.
さらに別の態様では、生理活性タンパク質のサブユニットは、リンカーを通して第1のFc領域および第2のFc領域に連結することができる。リンカーは好ましくはアミノ酸のリンカーであるが、それに限定されない。 In yet another aspect, the bioactive protein subunits can be linked to the first Fc region and the second Fc region through linkers. The linker is preferably an amino acid linker, but is not so limited.
さらに別の態様では、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質では、生理活性タンパク質は、それが2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットはタンパク質複合体を形成することによって生理活性を示すことを特徴とする。 In yet another aspect, in the heterodimeric Fc fusion protein according to the invention, the bioactive protein is such that it is composed of two or more different subunits, and the two or more different subunits are protein complexes It is characterized by exhibiting physiological activity by forming a body.
「生理活性タンパク質は2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットはタンパク質複合体を形成することによって生理活性を示す」は、生理活性タンパク質は、2つまたはそれより多くのサブユニットがタンパク質複合体を形成するときに生理活性を示すことを意味する。 "A bioactive protein is composed of two or more different subunits, and the two or more different subunits exhibit bioactivity by forming a protein complex" means that a bioactive protein is It means that two or more subunits exhibit bioactivity when forming a protein complex.
生理活性タンパク質は、インターロイキン-12(IL-12)、インターロイキン-23(IL-23)、インターロイキン-27(IL-27)、インターロイキン-35(IL-35)および卵胞刺激ホルモン(FSH)からなる群より選択されるが、それに限定されない。その上、本発明の目的に適する任意の生理活性タンパク質を本発明において使用することができることは、当業者にとって明らかになる。 Bioactive proteins include interleukin-12 (IL-12), interleukin-23 (IL-23), interleukin-27 (IL-27), interleukin-35 (IL-35) and follicle stimulating hormone (FSH). ), but is not limited thereto. Moreover, it will be apparent to those skilled in the art that any bioactive protein suitable for the purposes of the present invention can be used in the present invention.
最も好ましくは、本発明による生理活性タンパク質は、IL-12である。 Most preferably, the bioactive protein according to the invention is IL-12.
2つまたはそれより多くの異なるサブユニットで構成され、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットは、本発明によるタンパク質複合体を形成することによって生理活性を示すタンパク質は、好ましい生理活性タンパク質であるIL-12を例としてここで詳細に記載される。 A protein composed of two or more different subunits, wherein the two or more different subunits exhibit bioactivity by forming a protein complex according to the present invention, is a preferred bioactive protein. IL-12 will be described in detail here as an example.
IL-12は2つのサブユニットp35(IL-12A)およびp40(IL-12B)で構成され、IL-12の生理活性形態はp35およびp40のヘテロダイマーであるp70である。IL-12は、IL-12が天然の系においてその活性を示すためにp35およびp40のヘテロダイマーであるp70の形態で存在するべきである。 IL-12 is composed of two subunits, p35 (IL-12A) and p40 (IL-12B), and the bioactive form of IL-12 is p70, a heterodimer of p35 and p40. IL-12 should be present in the form of p70, a heterodimer of p35 and p40, in order for IL-12 to exhibit its activity in natural systems.
本発明では、天然に存在するIL-12の形態を可能な最大限に模倣するために、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質の形態を具体化した。 In the present invention, a form of the heterodimeric Fc fusion protein according to the invention has been embodied to mimic the form of naturally occurring IL-12 to the greatest possible extent.
具体的には、上記のように、生理活性タンパク質の1つまたは複数のサブユニットが第1のFc領域および第2のFc領域のN末端またはC末端の1つまたは複数の末端に連結されている、本発明による第1のFc領域および第2のFc領域を含むヘテロダイマーFc融合タンパク質では、
(i)生理活性タンパク質を構成する1つもしくは複数のサブユニットは、第1のFc領域もしくは第2のFc領域のN末端もしくはC末端の任意の1つの末端だけに連結することができ、生理活性タンパク質の残りのサブユニット(複数可)はリンカーによって連結することができ、または
(ii)単一の生理活性タンパク質の1つもしくは複数の異なるサブユニットは、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のN末端および/もしくはC末端にそれぞれ連結することができる。
Specifically, as described above, one or more subunits of the bioactive protein are linked to one or more of the N-terminal or C-terminal ends of the first Fc region and the second Fc region. In a heterodimeric Fc fusion protein comprising a first Fc region and a second Fc region according to the present invention,
(i) one or more subunits that constitute the physiologically active protein can be linked to only one of the N-terminus or C-terminus of the first Fc region or the second Fc region; The remaining subunit(s) of the active protein can be linked by a linker, or (ii) one or more different subunits of a single bioactive protein are connected by a first Fc region and a second Each Fc region can be linked to the N-terminus and/or C-terminus, respectively.
上記の場合には、IL-12の例が以降記載される。 In the above cases, examples of IL-12 are described below.
(i)の場合、IL-12のp35またはp40サブユニットは、第1のFc領域または第2のFc領域のN末端またはC末端の任意の1つの末端だけに連結することができ、残りのサブユニットは、第1のFc領域または第2のFc領域のN末端またはC末端の任意の1つの末端に連結されるp35またはp40サブユニットにリンカーによって連結して、ヘテロダイマーFc融合タンパク質を形成することができる(図2(B)および2(C)を参照されたい)。 In case (i), the p35 or p40 subunit of IL-12 can be linked to only one of the N-terminal or C-terminal ends of the first Fc region or the second Fc region, and the remaining The subunit is linked by a linker to a p35 or p40 subunit linked to any one of the N-terminus or C-terminus of the first Fc region or the second Fc region to form a heterodimeric Fc fusion protein (see FIGS. 2(B) and 2(C)).
(ii)の場合、IL-12のp35またはp40サブユニットから選択される任意の1つは、第1のFc領域のN末端またはC末端だけに連結することができ、他のサブユニットは、第2のFc領域のN末端またはC末端だけに連結して、ヘテロダイマーFc融合タンパク質を形成することができる(図2(B)および2(C)を参照されたい)。 In case (ii) any one selected from the p35 or p40 subunits of IL-12 may be linked only to the N-terminus or C-terminus of the first Fc region, the other subunit being The second Fc region can be linked only to the N-terminus or C-terminus to form a heterodimeric Fc fusion protein (see Figures 2(B) and 2(C)).
この形態が、天然に存在する元のヘテロダイマー形態を維持しつつ、従来の組換えIL-12タンパク質のそれと類似のin vitro生理活性を示したことが判明した(図2(B)、2(C)および10(C)を参照されたい)。 It was found that this form exhibited in vitro bioactivity similar to that of conventional recombinant IL-12 protein while maintaining the original heterodimeric form that exists in nature (Fig. 2(B), 2 ( C) and 10(C)).
したがって、本発明による好ましい免疫グロブリンヘテロダイマーFc融合タンパク質は、生理活性タンパク質がIL-12であること、ならびに、IL-12のp35もしくはp40サブユニットは、第1のFc領域もしくは第2のFc領域のN末端もしくはC末端の任意の1つの末端だけに連結され、残りのサブユニットは、第1のFc領域もしくは第2のFc領域のN末端もしくはC末端の任意の1つの末端に連結されるサブユニットにリンカーによって連結されること、または、IL-12のp35およびp40サブユニットは、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のN末端およびC末端の各々に連結されることを特徴とする。 Thus, preferred immunoglobulin heterodimeric Fc fusion proteins according to the invention are those in which the bioactive protein is IL-12 and the p35 or p40 subunit of IL-12 is in the first Fc region or the second Fc region and the remaining subunits are linked to any one of the N-terminus or C-terminus of the first Fc region or the second Fc region linked by a linker to the subunits, or the p35 and p40 subunits of IL-12 are linked to the N-terminus and C-terminus of each of the first Fc region and the second Fc region, respectively. Characterized by
別の態様では、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質では、第1のFc領域および第2のFc領域の各々のN末端に含まれるヒンジドメインは、ヒンジドメインに含有されるシステイン残基が変異していることを特徴とすることができる。 In another aspect, in the heterodimeric Fc fusion protein according to the present invention, the hinge domain contained at the N-terminus of each of the first Fc region and the second Fc region is mutated in the cysteine residue contained in the hinge domain. It can be characterized as
好ましくは、ヒンジドメインにおけるシステイン残基の変異は、ヘテロダイマー形成のためのコアヒンジドメイン中のシステイン残基以外の、上部ヒンジ領域の中のシステイン残基は、セリン残基で全て置換されることを特徴とすることができるが、本発明の範囲はそれに限定されない。 Preferably, mutation of cysteine residues in the hinge domain, except for cysteine residues in the core hinge domain for heterodimer formation, all cysteine residues in the upper hinge region are replaced with serine residues but the scope of the invention is not limited thereto.
さらに、本発明で、第1のFc領域および第2のFc領域は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA、IgDおよびIgEからなる完全な抗体形態に含まれてもよい。 Furthermore, in the present invention, the first Fc region and the second Fc region may be included in complete antibody forms consisting of human IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM, IgA, IgD and IgE.
本発明では、用語「完全な抗体形態」は、IgG、IgAおよびIgDのFc領域中のCH2ドメイン、CH3ドメインおよびヒンジドメイン(IgEではCH4ドメインも含む)に加えて、CH1ドメイン、VHドメイン、CLドメインおよびVLドメインをさらに含むインタクトな抗体を意味する。 In the present invention, the term "complete antibody form" refers to the CH2, CH3 and hinge domains in the Fc region of IgG, IgA and IgD (which in IgE also includes the CH4 domain), plus the CH1, VH, CL It means an intact antibody that further comprises the domain and the VL domain.
さらに別の態様では、本発明は、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む医薬組成物に関する。本発明による医薬組成物の使用は、ヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質の使用に依存することができる。 In yet another aspect, the invention relates to a pharmaceutical composition comprising a heterodimeric Fc-fusion protein according to the invention. The use of pharmaceutical compositions according to the invention can rely on the use of bioactive proteins contained in heterodimeric Fc fusion proteins.
好ましくは、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質は、IL-12またはその1つもしくは複数のサブユニットであってよい。したがって、本発明は、生理活性タンパク質としてIL-12を含むヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む、がんの処置のための医薬組成物を提供する。 Preferably, the bioactive protein contained in the heterodimeric Fc fusion protein according to the invention may be IL-12 or one or more subunits thereof. Accordingly, the present invention provides pharmaceutical compositions for the treatment of cancer comprising heterodimeric Fc fusion proteins with IL-12 as the bioactive protein.
生理活性タンパク質としてIL-12または1つまたは複数のサブユニットを含むヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む、がんの処置のための医薬組成物で処置することができるがんは、結腸直腸がん、メラノーマ、乳がん、膵臓がん、腎臓がん、前立腺がん、卵巣がん、小腸がん、食道がん、子宮頸がん、肺がん、リンパ腫および血液がんからなる群より選択することができるが、それに限定されない。 Cancers that can be treated with a pharmaceutical composition for the treatment of cancer comprising IL-12 or a heterodimeric Fc fusion protein comprising one or more subunits as a bioactive protein include colorectal cancer, can be selected from the group consisting of melanoma, breast cancer, pancreatic cancer, renal cancer, prostate cancer, ovarian cancer, small intestine cancer, esophageal cancer, cervical cancer, lung cancer, lymphoma and blood cancer , but not limited to.
本発明による医薬組成物は、薬学的に許容される担体をさらに含むことができる。用語「薬学的に許容される担体」は、調製物の製剤化または安定化を助けるために有効成分に加えることができ、患者に有意な毒物学的作用を引き起こさない物質を指す。 A pharmaceutical composition according to the invention can further comprise a pharmaceutically acceptable carrier. The term "pharmaceutically acceptable carrier" refers to substances that can be added to active ingredients to help formulate or stabilize preparations and that do not cause significant toxicological effects in patients.
本明細書で使用する場合、用語「薬学的に許容される担体」は、患者を刺激することなく、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質の生物学的活性および特性を損なわない担体または希釈剤を指す。液体溶液として製剤化される組成物中の薬学的に許容される担体として、無菌および生体適合性の担体が使用される。薬学的に許容される担体は、生理食塩水、無菌水、リンガー液、緩衝食塩水、アルブミン注射溶液、デキストロース溶液、マルトデキストリン溶液、グリセロール、エタノールまたはその2つもしくはそれより多くの混合物であってよい。さらに、本発明の組成物は、抗酸化剤、緩衝液および静菌剤を含む他の従来の添加剤を必要に応じて含むことができる。さらに、本発明の組成物は、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤および滑沢剤を用いた水溶液、懸濁物または乳剤などの注射可能な形態として製剤化することができる。さらに、本発明による組成物は、丸剤、カプセル剤、顆粒または錠剤の形で製剤化することができる。他の担体は、文献[Remington’s Pharmaceutical Sciences(E. W. Martin)]に記載されている。 As used herein, the term "pharmaceutically acceptable carrier" refers to a carrier or diluent that does not irritate the patient and that does not impair the biological activity and properties of the heterodimeric Fc fusion proteins according to the invention. Point. Sterile and biocompatible carriers are used as pharmaceutically acceptable carriers in compositions that are formulated as liquid solutions. Pharmaceutically acceptable carriers are physiological saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injection solution, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol or mixtures of two or more thereof. good. In addition, the compositions of the present invention can optionally contain other conventional additives including antioxidants, buffers and bacteriostats. Additionally, the compositions of the present invention can be formulated as injectable forms such as aqueous solutions, suspensions or emulsions using diluents, dispersants, surfactants, binders and lubricants. Furthermore, the composition according to the invention can be formulated in the form of pills, capsules, granules or tablets. Other carriers are described in the literature [Remington's Pharmaceutical Sciences (EW Martin)].
薬学的に許容される担体には、無菌の水性溶液または分散物、および無菌の注射用溶液または分散物の即座の調製のための無菌の粉末が含まれる。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体および薬剤の使用は、当技術分野で公知である。組成物は、好ましくは非経口注射のために製剤化される。組成物は、固体、溶液、マイクロエマルジョン、リポソーム、または高い薬物濃度に適する他の秩序だった構造(ordered structure)として製剤化することができる。担体は、例えば水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコールおよび液体ポリエチレングリコール)、およびその適する混合物を含有する溶媒または分散媒であってもよい。一部の場合には、組成物は、等張性剤(isotonic agent)、例えば、糖、多価アルコール、例えばソルビトールまたは塩化ナトリウムを含有することができる。無菌の注射可能な溶液は、必要に応じて上に列挙された成分の1つまたは組合せと一緒に、適当な溶媒に必要な量のヘテロダイマーFc融合タンパク質によって、続いて滅菌精密濾過によって調製することができる。一般に、分散物は、基本分散媒および上に列挙されるものからの必要とされる他の成分を含有する無菌のビヒクルの中に活性化合物を組み込むことによって調製される。無菌の注射可能な溶液の調製のための無菌粉末の場合は、好ましい調製方法は、有効成分と前もって濾過滅菌したその溶液からの任意の追加の所望の成分との粉末を与える、真空乾燥およびフリーズドライである。 Pharmaceutically acceptable carriers include sterile aqueous solutions or dispersions and sterile powders for the extemporaneous preparation of sterile injectable solutions or dispersion. The use of such media and agents for pharmaceutically active substances is known in the art. The composition is preferably formulated for parenteral injection. The composition can be formulated as a solid, solution, microemulsion, liposome, or other ordered structure suitable to high drug concentration. The carrier can be a solvent or dispersion medium containing, for example, water, ethanol, polyols such as glycerol, propylene glycol and liquid polyethylene glycols, and suitable mixtures thereof. In some cases, the composition may contain isotonic agents such as sugars, polyalcohols such as sorbitol or sodium chloride. A sterile injectable solution is prepared with the required amount of heterodimeric Fc-fusion protein in an appropriate solvent, optionally with one or a combination of ingredients enumerated above, followed by sterile microfiltration. be able to. Generally, dispersions are prepared by incorporating the active compound into a sterile vehicle that contains a basic dispersion medium and the required other ingredients from those enumerated above. In the case of sterile powders for the preparation of sterile injectable solutions, the preferred method of preparation is vacuum drying and freezing, which yields a powder of the active ingredient plus any additional desired ingredients from a previously sterile-filtered solution thereof. Dry.
さらに、本発明による医薬組成物は、患者に対して、患者の重症度によって異なることができる投薬量および頻度で経口的または非経口的に投与することができる。組成物は、ボーラスとして、または連続注入によって、必要とする患者に投与することができる。別の例では、本発明による医薬組成物は、直腸、静脈内、皮下、子宮内、または脳血管内(intracerebrovascularly)に投与することができるが、それに限定されない。 Furthermore, pharmaceutical compositions according to the present invention can be administered to a patient orally or parenterally in dosages and frequencies that can vary according to the severity of the patient. The composition can be administered to a patient in need thereof as a bolus or by continuous infusion. In another example, pharmaceutical compositions according to the present invention can be administered rectally, intravenously, subcutaneously, intrauterinely, or intracerebrovascularly, but are not so limited.
さらに、IL-12を含む免疫グロブリンヘテロダイマーFc融合タンパク質を含むがん処置のための医薬組成物は、他の抗がん薬との併用療法のために使用することができる。他の抗がん薬は、好ましくは細胞傷害性T細胞および/またはナチュラルキラー(NK)細胞であるがそれに限定されず、本発明が関する分野において使用することができる全ての抗がん薬を併用療法のために使用することができる。 In addition, pharmaceutical compositions for treating cancer comprising an immunoglobulin heterodimeric Fc fusion protein comprising IL-12 can be used for combination therapy with other anti-cancer agents. Other anticancer drugs are preferably cytotoxic T cells and/or natural killer (NK) cells, but are not limited thereto, and include all anticancer drugs that can be used in the field to which the present invention relates. Can be used for combination therapy.
特に、IL-12を含む免疫グロブリンヘテロダイマーFc融合タンパク質を含むがん処置のための医薬組成物を、細胞傷害性T細胞および/またはナチュラルキラー(NK)細胞との併用療法のために使用するとき、それは以下を誘導することができる:
(1)T細胞もしくはナチュラルキラー(NK)細胞の刺激によるサイトカイン分泌の増加;
(2)抗体依存性細胞媒介細胞傷害(ADCC)もしくは細胞傷害性Tリンパ球(CTL)応答の増加;
(3)細胞傷害性Tリンパ球(CTL)および/もしくはナチュラルキラー細胞の数の増加;
(3)腫瘍周囲のリンパ球導入の増加;または
(4)in vivoにおけるリンパ球のIL-12Rベータ1およびIL-12Rベータ2シグナル伝達の増加。
In particular, pharmaceutical compositions for cancer treatment comprising an immunoglobulin heterodimeric Fc fusion protein comprising IL-12 are used for combination therapy with cytotoxic T cells and/or natural killer (NK) cells When it can induce:
(1) increased cytokine secretion by stimulation of T cells or natural killer (NK) cells;
(2) increased antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) or cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses;
(3) increased numbers of cytotoxic T lymphocytes (CTLs) and/or natural killer cells;
(3) increased peritumoral lymphocyte recruitment; or (4) increased lymphocyte IL-12Rbeta1 and IL-12Rbeta2 signaling in vivo.
さらに別の態様では、本発明は、疾患を処置または予防する方法であって、処置を必要とする患者に本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質を含む医薬組成物を投与することを含む方法に関する。 In yet another aspect, the invention relates to a method of treating or preventing a disease comprising administering to a patient in need of treatment a pharmaceutical composition comprising a heterodimeric Fc fusion protein according to the invention.
組成物の場合と同様に、処置または予防することができる疾患は、ヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質の使用に依存する。好ましくは、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質の1つまたは複数のサブユニットが、IL-12の1つまたは複数のサブユニットであるとき、本発明は、がん、特に結腸直腸がん、メラノーマ、乳がん、膵臓がん、腎臓がん、前立腺がん、卵巣がん、小腸がん、食道がん、子宮頸がん、肺がん、リンパ腫および血液がんからなる群より選択されるがんを患っている患者のためのがんの処置または予防の方法を提供する。 As with compositions, diseases that can be treated or prevented rely on the use of bioactive proteins contained in heterodimeric Fc fusion proteins. Preferably, when one or more subunits of the bioactive protein contained in the heterodimeric Fc fusion protein according to the present invention is one or more subunits of IL-12, the present invention provides cancer, especially from the group consisting of colorectal cancer, melanoma, breast cancer, pancreatic cancer, renal cancer, prostate cancer, ovarian cancer, small bowel cancer, esophageal cancer, cervical cancer, lung cancer, lymphoma and blood cancer Methods of cancer treatment or prevention are provided for selected patients with cancer.
以降では、本発明は、実施例によってさらに詳細に記載される。これらの実施例は例示だけが目的であり、本発明の範囲を限定するものとみなすべきでないことは、当業者に明らかになる。 Hereinafter, the invention is described in more detail by means of examples. It will be apparent to those skilled in the art that these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention.
(実施例1:各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのヘテロダイマー形成のための抗体Fc CH3ドメイン改変体の設計(配列決定))
ヘテロダイマー形成を有利にするCH3ドメイン変異を導入することによって、各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのヘテロダイマーFc断片を作製するために、ヘテロダイマー形成のための相互作用において主要な役割を演じるCH3ドメイン間のアミノ酸配列類似性を、先ず下記のように分析した。この点に関しては、CH3A:CH3Bのヘテロ二量体化が、Fc改変体がヘテロダイマーを高い収量で形成するように駆動するように、以前の文献または特許文書(Choiら2016年;韓国特許出願番号2015-0142181)において公開されている戦略によって、ヘテロダイマーのCH3A:CH3B対(本発明では、CH3AおよびCH3Bは、第1のFc領域のCH3ドメインおよび第2のFc領域のCH3領域をそれぞれ意味する)を生成するために、CH3ホモダイマー界面に非対称の変異を導入することによってヘテロダイマーFc改変体(A107)を生成した。図3は、各ヒト抗体免疫グロブリンG(IgG)アイソタイプのためのCH3ドメインの配列を整列させ、比較する。各アミノ酸配列は、国際免疫遺伝学情報システム(IMGT;URL:http://www.imgt.org/)から得た。特に、様々なアロタイプの間で、血清中半減期が他のIgGアイソタイプのものと類似のレベルに維持されることが報告されたG3m(s,t)の配列をIgG3のために使用した(Stapleton NMら、2011年)。
Example 1 Design of Antibody Fc CH3 Domain Variants for Heterodimer Formation for Each Human Immunoglobulin Isotype (Sequencing)
CH3 domains that play a major role in interactions for heterodimer formation to create heterodimeric Fc fragments for each human immunoglobulin isotype by introducing CH3 domain mutations that favor heterodimer formation Amino acid sequence similarity between was first analyzed as follows. In this regard, previous literature or patent documents (Choi et al. 2016; Korean patent application No. 2015-0142181), a heterodimeric CH3A:CH3B pair (in the present invention, CH3A and CH3B refer to the CH3 domain of the first Fc region and the CH3 region of the second Fc region, respectively). ), a heterodimeric Fc variant (A107) was generated by introducing an asymmetric mutation at the CH3 homodimer interface. Figure 3 aligns and compares the CH3 domain sequences for each human antibody immunoglobulin G (IgG) isotype. Each amino acid sequence was obtained from the International Immunogenetic Information System (IMGT; URL: http://www.imgt.org/). In particular, the sequence of G3m(s,t), which was reported to maintain serum half-lives at levels similar to those of other IgG isotypes among various allotypes, was used for IgG3 (Stapleton et al. NM et al., 2011).
配列決定の結果は、IgG1、IgG2およびIgG3におけるものと異なり、A107変異が導入される位置のうちの409位のアミノ酸がアルギニンであることを除いて、IgG4が全てのアイソタイプにおいて保存されている配列を有することを示した。したがって、A107変異対をIgG1以外のアイソタイプに導入するための位置として、同じアミノ酸配列番号を有する位置を選択した。本発明における全てのアミノ酸の位置は、EUインデックスに従って番号付けされる。 Sequencing results differ from those in IgG1, IgG2 and IgG3, a sequence in which IgG4 is conserved in all isotypes, except that amino acid 409 of the position where the A107 mutation is introduced is an arginine. was shown to have Therefore, positions with the same amino acid SEQ ID were selected as positions for introducing the A107 mutation pair into isotypes other than IgG1. All amino acid positions in the present invention are numbered according to the EU index.
(実施例2:各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのヘテロダイマー形成のための免疫グロブリンFc CH3ドメイン改変体の設計(構造的モデル化))
各アイソタイプのためのCH3ドメイン改変体を実際に構築する前に、ヘテロダイマーを形成するようにA107変異対を実施例1で選択された位置に安定して導入することができたかどうかを、図3に示すような各変異で導入した改変体配列を使用した構造的モデル化を通して予測した。構造的モデル化は、既知の免疫グロブリンFcヘテロダイマー改変体構造(PDB ID:4X98)を鋳型として使用して、オンラインモデル化サーバー(URL:https://swissmodel.expasy.org/;Biasini Mら、2014年)を通して予測した。CH3ドメインの構造変化および変異の導入の後のA107変異の位置を観察するために、タンパク質構造を可視化することができるPymolソフトウェアを使用して、得られた構造の各々を重ねた。重ねた構造では、A107変異が各アイソタイプに導入されたときでも、IgG1アイソタイプに基づいて構築され、CH3A:CH3B Fcヘテロダイマーを形成する従来のA107改変体のモデル化構造と比較して、大きな変化なしで構造が維持されたことが分かった。特に、導入されたA107変異アミノ酸残基の方向はほとんど一貫していたこと、および変異したアミノ酸の間の相互作用の距離も類似のレベルに維持されたことが示された(図4を参照されたい)。
Example 2 Design of Immunoglobulin Fc CH3 Domain Variants for Heterodimer Formation for Each Human Immunoglobulin Isotype (Structural Modeling)
Prior to the actual construction of CH3 domain variants for each isotype, it was determined whether the A107 mutation pair could be stably introduced at the positions selected in Example 1 to form heterodimers. Predictions were made through structural modeling using the variant sequences introduced by each mutation as shown in 3. Structural modeling was performed using a known immunoglobulin Fc heterodimer variant structure (PDB ID: 4X98) as a template using an online modeling server (URL: https://swissmodel.expasy.org/; Biasini M et al. , 2014). To observe the position of the A107 mutation after the CH3 domain conformational change and the introduction of mutations, each of the resulting structures was overlaid using Pymol software, which is capable of visualizing protein structures. In the superimposed structure, even when the A107 mutation was introduced into each isotype, there was a large change compared to the modeled structure of the conventional A107 variant built on the IgG1 isotype and forming the CH3A:CH3B Fc heterodimer. It was found that the structure was maintained without In particular, it was shown that the orientation of the introduced A107 mutated amino acid residues was mostly consistent, and that the interaction distances between the mutated amino acids were also maintained at similar levels (see Figure 4). sea bream).
(実施例3:各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのA107ヘテロダイマーFcアイソタイプ改変体の構築)
実施例1の配列決定および実施例2の構造的モデル化を通して設計したA107ヘテロダイマーFcアイソタイプ改変体を、当業者によって実行される部位特異的変異誘発方法により、NotI/HindIII制限酵素および合成オリゴヌクレオチド(Macrogen、Korea)を使用してシグナル配列-ヒンジ-CH2-CH3を有するように、動物細胞発現ベクターpcDNA3.1(+)(Invitrogen、USA)の中にインフレームでクローニングした(図5を参照されたい)。
Example 3 Construction of A107 Heterodimeric Fc Isotype Variants for Each Human Immunoglobulin Isotype
The A107 heterodimeric Fc isotype variants designed through sequencing in Example 1 and structural modeling in Example 2 were synthesized with NotI/HindIII restriction enzymes and synthetic oligonucleotides by site-directed mutagenesis methods performed by those skilled in the art. (Macrogen, Korea) into animal cell expression vector pcDNA3.1(+) (Invitrogen, USA) with signal sequence-hinge-CH2-CH3 (see Figure 5) want to be).
使用したヒンジドメインでは、タンパク質融合の間のジスルフィド結合の生成を阻止するために、ヘテロダイマー形成のためのコアヒンジ領域の中のシステイン残基以外の、上部ヒンジ領域の中のシステイン残基をセリン残基で置換した。特に、IgG3の場合、IgG3の高い抗体エフェクター機能(ADCCおよびCDC)が、G3m(s,t)アロタイプのヒンジドメインの47アミノ酸のうちでコアヒンジドメインのC末端の15アミノ酸だけによっても維持されることが、文献で見出された(Dall’Acqua WFら、2006年)。したがって、図5に示す配列のC末端の15アミノ酸だけを使用した。
In the hinge domain used, cysteine residues in the upper hinge region, other than those in the core hinge region for heterodimer formation, were replaced with serine residues to prevent disulfide bond formation during protein fusion. group. Notably, in the case of IgG3, the enhanced antibody effector functions (ADCC and CDC) of IgG3 are also maintained by only the C-
下の表2は、野生型および本発明のA107ヘテロダイマーのFc改変体対におけるCH3領域のアミノ酸配列情報を示す。
(実施例4:各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのA107ヘテロダイマーFc改変体のヘテロ二量体化能力の評価)
実施例3で構築されたA107ヘテロダイマーFcアイソタイプ改変体が野生型A107改変体のものに類似のヘテロ二量体化能力を実際に有するかどうかを調べるために、同じ種類の研究でFc改変体のヘテロ二量体化能力を評価するために主に使用される、scFv-FcCH3A/FcCH3B発現系を使用した(Choiら、2013年)。図6は、scFv-FcCH3A/FcCH3B発現系を示す概略図である。scFv-FcCH3A/FcCH3B発現系において精製される抗体は、scFv-FcCH3Aホモダイマー(103kDa)、scFv-FcCH3A/FcCH3Bヘテロダイマー(78kDa)およびFcCH3Bホモダイマー(53kDa)の間で異なる分子量を示すので、ヘテロダイマーの形成の程度は、SDS-PAGEで比較することができる。
Example 4 Evaluation of Heterodimerization Capability of A107 Heterodimeric Fc Variants for Each Human Immunoglobulin Isotype
To examine whether the A107 heterodimeric Fc isotype variants constructed in Example 3 indeed possess heterodimerization capabilities similar to those of the wild-type A107 variant, the same type of study was conducted with the Fc variant We used the scFv-Fc CH3A /Fc CH3B expression system, which is mainly used to assess the heterodimerization capacity of (Choi et al., 2013). FIG. 6 is a schematic diagram showing the scFv-Fc CH3A /Fc CH3B expression system. Antibodies purified in the scFv-Fc CH3A /Fc CH3B expression system have different molecular weights between the scFv-Fc CH3A homodimer (103 kDa), the scFv-Fc CH3A /Fc CH3B heterodimer (78 kDa) and the Fc CH3B homodimer (53 kDa). As indicated, the extent of heterodimer formation can be compared by SDS-PAGE.
FcCH3Bベクターとして、実施例3で構築されたベクターを使用した。さらに、scFvをFcCH3AのN末端だけに導入することによって、すなわち、pcDNA3.1(+)-scFv-ヒンジ-CH2-CH3A(scFv-FcCH3A)のフォーマットを提供することによってベクターをクローニングした。図7は、scFv-FcCH3A/FcCH3B発現系において使用される動物細胞発現ベクターpcDNA3.1(+)-scFv-ヒンジ-CH2-CH3A(scFv-FcCH3A)の概略図である。使用されるscFv抗体は、DR4に特異的に結合するヒト化抗体hAY4の親和性強化バージョンであるhAY4aのVHおよびVL領域を連結することによって得られる抗体である(Lee, Parkら2010年)。ヒンジドメインの直前に位置するNotI制限酵素およびBsiWI制限酵素を使用して、クローニングを実行した。改変体のための対照として、野生型Fcを同じフォーマット(scFv-Fc/Fc)で構築した。 The vector constructed in Example 3 was used as the Fc CH3B vector. Additionally, the vector was cloned by introducing the scFv only at the N-terminus of Fc CH3A , ie, providing the format pcDNA3.1(+)-scFv-hinge-CH2-CH3A (scFv-Fc CH3A ). FIG. 7 is a schematic representation of the animal cell expression vector pcDNA3.1(+)-scFv-hinge-CH2-CH3A (scFv-Fc CH3A ) used in the scFv-Fc CH3A /Fc CH3B expression system. The scFv antibody used is an antibody obtained by linking the VH and VL regions of hAY4a, an affinity-enhanced version of the humanized antibody hAY4 that specifically binds to DR4 (Lee, Park et al. 2010). Cloning was performed using NotI and BsiWI restriction enzymes immediately preceding the hinge domain. As a control for the variants, a wild-type Fc was constructed in the same format (scFv-Fc/Fc).
(実施例5:各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのA107ヘテロダイマーFc改変体を含む抗体の発現および精製)
構築されたscFv-FcCH3AおよびFcCH3Bの同時発現を、HEK293-F細胞(Invitrogen)の中に発現ベクター(1:1の比)およびポリエチレンイミン(PEI)(Polyscience)の混合物を一時的にトランスフェクトし、無血清FreeStyle293発現培地を含有する振盪フラスコの中で細胞を培養することによって実行した。詳細な方法は、以下の通りである。
Example 5 Expression and Purification of Antibodies Comprising A107 Heterodimeric Fc Variants for Each Human Immunoglobulin Isotype
Co-expression of the constructed scFv-Fc CH3A and Fc CH3B was transiently transfected into HEK293-F cells (Invitrogen) with a mixture of expression vector (1:1 ratio) and polyethylenimine (PEI) (Polyscience). It was carried out by transfecting and culturing cells in shake flasks containing serum-free FreeStyle293 expression medium. The detailed method is as follows.
振盪フラスコ(Corning)中の200mLのトランスフェクションのために、100mlの培地にHEK293-F細胞を2.0×106細胞/mlの密度で播種し、8%のCO2の下の150rpmで培養した。各ヒト化抗体を生成するために、各抗体のための重鎖および軽鎖プラスミドを、10mlのFreeStyle293発現培地(Invitrogen)に250μgの総量(2.5μg/ml)(軽鎖について125μgおよび重鎖について125μg)で希釈し、培地を、その中に希釈された750μgのPEIを含有する10mlの培地と混合した(7.5μg/ml)。培地混合物を、室温で10分間インキュベートした。次に、インキュベートした培地混合物を100mlの播種した細胞に加え、8%のCO2の下の150rpmで4時間インキュベートし、その後、FreeStyle293発現培地の残りの100mlをそれに加え、続いて5~7日間インキュベートした。このインキュベーションの間、細胞によって生成されたタンパク質、すなわちFc改変体を含む抗体を細胞から分泌させ、培地に蓄積させた。この理由から、細胞培養の後2500rpmで20分間の遠心分離によって収集した細胞培養上清から、プロテインAセファロースカラム(GE Healthcare)を使用してタンパク質を精製した。この場合、プロテインAカラムの会社によって提供された標準プロトコールを参照して、精製工程を実行した。BCAタンパク質アッセイキット(Thermo)における溶液を使用して562nmの波長で吸光度を測定し、作成した標準曲線によってその量を決定することによって、精製されたタンパク質を定量化した。 HEK293-F cells were seeded at a density of 2.0×10 6 cells/ml in 100 ml medium for 200 mL transfections in shake flasks (Corning) and cultured at 150 rpm under 8% CO 2 . did. To generate each humanized antibody, the heavy and light chain plasmids for each antibody were added to 10 ml FreeStyle293 expression medium (Invitrogen) in a total amount of 250 μg (2.5 μg/ml) (125 μg for light chain and 125 μg for heavy chain). 125 μg of PEI) and the medium was mixed with 10 ml of medium containing 750 μg of PEI diluted therein (7.5 μg/ml). The medium mixture was incubated for 10 minutes at room temperature. The incubated medium mixture was then added to 100 ml of seeded cells and incubated at 150 rpm under 8% CO2 for 4 hours, after which the remaining 100 ml of FreeStyle293 expression medium was added to it followed by 5-7 days. incubated. During this incubation, proteins produced by the cells, ie antibodies containing the Fc variants, were secreted from the cells and accumulated in the medium. For this reason, proteins were purified using Protein A Sepharose columns (GE Healthcare) from cell culture supernatants collected by centrifugation at 2500 rpm for 20 minutes after cell culture. In this case, the purification steps were performed with reference to the standard protocol provided by the protein A column company. Purified protein was quantified by measuring absorbance at a wavelength of 562 nm using the solution in the BCA Protein Assay Kit (Thermo) and determining the amount by a standard curve generated.
(実施例6:各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのA107ヘテロダイマーFc改変体のヘテロ二量体化能力の評価)
実施例5で精製され、各アイソタイプのA107ヘテロダイマーFc改変体を含む5μgの抗体を、非還元条件下において12%SDS-PAGEで分析した(図8)。CH3A改変体のホモダイマーは、103kDで観察され;CH3B改変体のホモダイマーは、53kDで観察され;CH3B改変体のモノマーは、25kDで観察され;CH3A改変体およびCH3B改変体のヘテロダイマーは、78kDで観察された。ホモ二量体化の程度をより正確に調べるために、ウェスタンブロッティングも実行した。12%SDS-PAGE分析におけるものより小さかったタンパク質の0.1μgを非還元条件下で単離し、当技術分野で公知の従来の方法によってタンパク質を抗ヒトIgG-APコンジュゲート抗体(Sigma)で次に処理することによって、ウェスタンブロッティングを実行した(図9)。
Example 6 Evaluation of the heterodimerization ability of A107 heterodimeric Fc variants for each human immunoglobulin isotype
5 μg of antibody purified in Example 5 and containing A107 heterodimeric Fc variants of each isotype was analyzed by 12% SDS-PAGE under non-reducing conditions (FIG. 8). A homodimer of the CH3A variant was observed at 103 kD; a homodimer of the CH3B variant was observed at 53 kD; a monomer of the CH3B variant was observed at 25 kD; observed. Western blotting was also performed to more precisely examine the degree of homodimerization. 0.1 μg of protein, which was smaller than that in 12% SDS-PAGE analysis, was isolated under non-reducing conditions and the protein was subjected to anti-human IgG-AP conjugated antibody (Sigma) by conventional methods known in the art. Western blotting was performed by treating at 200° C. (FIG. 9).
図8および9に見られるように、対照である野生型CH3ドメインを導入したIgG1ヘテロダイマーでは、CH3AおよびCH3Bの各々のホモダイマーならびにCH3A:CH3BヘテロダイマーはSDS-PAGEで全て観察されたが、IgG1を除いてIgG2、IgG3およびIgG4の中にA107ヘテロ二量体化変異を導入することによって得られた、各ヒト免疫グロブリンアイソタイプのためのA107ヘテロダイマーFc改変体は、以前に報告されたIgG1に基づくA107改変体のものに類似のまたはより高い収量でヘテロダイマーを全て形成した。このときに、IgG4改変体については、CH3AまたはCH3Bを含むFcモノマー(半分のFc)も観察されたが、それは天然に存在するIgG4の特性の1つであり、血液中のFabアーム交換の発生の前にヒンジドメイン(特に、コアヒンジ領域の228位にセリン)に対して半分のFcを形成する特性から生じる(Liu Hら、2012年)。 As seen in FIGS. 8 and 9, in the control IgG1 heterodimer into which the wild-type CH3 domain was introduced, each homodimer of CH3A and CH3B and the CH3A:CH3B heterodimer were all observed by SDS-PAGE, whereas IgG1 A107 heterodimeric Fc variants for each human immunoglobulin isotype, obtained by introducing A107 heterodimerization mutations in IgG2, IgG3 and IgG4, except for the previously reported IgG1 All formed heterodimers with similar or higher yields than those of the A107 variant based on. At this time, for IgG4 variants, Fc monomers containing CH3A or CH3B (half Fc) were also observed, which is one of the properties of naturally occurring IgG4, and the occurrence of Fab arm exchange in blood. results from the property of forming half the Fc to the hinge domain (particularly serine at position 228 of the core hinge region) before the (Liu H et al., 2012).
(実施例7:ヒト/マウスIL-12融合タンパク質の構築)
実施例1~6のアイソタイプ改変体は、以前に報告されたIgG1に基づくA107ヘテロダイマーFc改変体のそれと類似のレベルで、それらのヘテロ二量体化能力を保持することが見出された。これらのアイソタイプ改変体の間で、IgG4に基づく改変体(γ4-A107)を使用して、長期持続IL-12融合タンパク質を構築した。天然に存在するIL-12は、2つのサブユニット、p35サブユニット(p35;IL-12A)およびp40サブユニット(p40;IL-12B)で構成され、2つのサブユニットは相互作用して活性を有するヘテロダイマーを形成する。2つのサブユニットは、2つのサブユニットの間に存在する単一のジスルフィド結合によってより強力におよび安定してカップリングするので、このヘテロダイマーの形成は達成される。したがって、天然に存在するサイトカインのヘテロダイマー形態を維持するために、IL12の2つのサブユニット(p35およびp40)を各ヘテロダイマーFc鎖のN末端に遺伝子的に融合させた。
(Example 7: Construction of human/mouse IL-12 fusion protein)
The isotypic variants of Examples 1-6 were found to retain their heterodimerization ability at a level similar to that of previously reported IgG1-based A107 heterodimeric Fc variants. Among these isotypic variants, an IgG4-based variant (γ4-A107) was used to construct a long-lasting IL-12 fusion protein. Naturally occurring IL-12 is composed of two subunits, the p35 subunit (p35; IL-12A) and the p40 subunit (p40; IL-12B), which interact to effect activity. form a heterodimer with This heterodimer formation is achieved because the two subunits are more strongly and stably coupled by a single disulfide bond that exists between the two subunits. Therefore, two subunits of IL12 (p35 and p40) were genetically fused to the N-terminus of each heterodimeric Fc chain to maintain the heterodimeric form of the naturally occurring cytokine.
融合タンパク質の構築のためのヘテロダイマーFc改変体として、IgG4に基づき、A107変異の導入によってヘテロダイマーを形成し得るγ4-A107を使用した。以前に報告されたように、抗体およびサイトカインの融合であるイムノサイトカインの構築において、IgG1の抗体エフェクター機能(ADCC/CDCなど)はin vivoクリアランスをむしろ促進する。この理由から、IgG1と比較してADCC/CDC機能をほとんど示さないIgG4アイソタイプを使用して、融合タンパク質を構築した(Gillies SDら、1999年)。 As a heterodimeric Fc variant for the construction of fusion proteins, γ4-A107, which is based on IgG4 and capable of forming heterodimers by introducing the A107 mutation, was used. As previously reported, antibody effector functions of IgG1 (such as ADCC/CDC) rather promote in vivo clearance in the construction of immunocytokines, fusions of antibodies and cytokines. For this reason, fusion proteins were constructed using the IgG4 isotype, which exhibits little ADCC/CDC function compared to IgG1 (Gillies SD et al., 1999).
図10は、本発明におけるIL-12組換えタンパク質、γ4-A107を使用して得られた一価のIL-12融合タンパク質(一価IL-12-Fc)、および野生型Fcを使用して得られた二価のIL-12融合タンパク質(二価IL-12-Fc)の概略図を示す。特に、図10(C)は、本発明におけるCH3改変体対を導入することによって構築された融合タンパク質を示す。シグナル配列を排除した成熟形態をコードする、ヒトIL-12(hIL-12、Uniprotエントリー名P29460、P29459;配列番号17~18)およびマウスIL-12(mIL-12、Uniprotエントリー名P43432、P43431;配列番号19~20)の各々のDNA配列を増幅し、各増幅生成物を、図11(A)および11(B)に示すようにNotI/BsiWI制限酵素の使用によって、γ4-A107改変体を含有する動物細胞発現ベクターの中にインフレームでクローニングした。生じたタンパク質は、それぞれ、一価hIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcと命名した。特に、ヒト/マウスp35サブユニットがp40サブユニットと十分に相互作用できるように、15アミノ酸からなる可撓性ペプチドリンカーを、p35サブユニットとヒンジドメインの間に加えた(可撓性(G4S)3リンカー)。図10(C)に示すタンパク質の比較例として、ヒトIL-12(hIL-12)およびマウスIL-12(mIL-12)の各々を野生型IgG4 Fc(wt IgG4)に融合することによって、二価hIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcを構築した。単一のFcをヘテロダイマー形態においてのみ活性を有するIL-12に融合するために、IL-12の2つのサブユニットを15アミノ酸ペプチドリンカーによって互いに連結し、図12に示すようにNotI/BsiWI制限酵素の使用によって、γ4-A107改変体を含有する動物細胞発現ベクターの中にインフレームで次にクローニングした。比較例は、IL-12融合タンパク質を作製するために以前の研究で使用された融合タンパク質である(Lisan S. Pengら、1999年)。 FIG. 10 shows the IL-12 recombinant protein in the present invention, a monovalent IL-12 fusion protein obtained using γ4-A107 (monovalent IL-12-Fc), and using wild-type Fc. A schematic representation of the resulting bivalent IL-12 fusion protein (bivalent IL-12-Fc) is shown. In particular, Figure 10(C) shows a fusion protein constructed by introducing a CH3 variant pair in the present invention. Human IL-12 (hIL-12, Uniprot entry names P29460, P29459; SEQ ID NOs: 17-18) and mouse IL-12 (mIL-12, Uniprot entry names P43432, P43431), which encode mature forms that eliminate the signal sequence; SEQ ID NOS: 19-20) were amplified, and each amplified product was converted to the γ4-A107 variant by using NotI/BsiWI restriction enzymes as shown in FIGS. 11(A) and 11(B). It was cloned in-frame into the containing animal cell expression vector. The resulting proteins were named monovalent hIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc, respectively. Specifically, a flexible peptide linker consisting of 15 amino acids was added between the p35 subunit and the hinge domain (flexible ( G4 S) 3 linker). As a comparative example of the proteins shown in FIG. Bivalent hIL-12-Fc and bivalent mIL-12-Fc were constructed. To fuse a single Fc to IL-12, which is active only in the heterodimeric form, the two subunits of IL-12 were linked together by a 15 amino acid peptide linker and subjected to NotI/BsiWI restriction as shown in FIG. It was then cloned in-frame into an animal cell expression vector containing the γ4-A107 variant by the use of enzymes. A comparative example is a fusion protein that has been used in previous studies to generate IL-12 fusion proteins (Lisan S. Peng et al., 1999).
下の表3は、融合タンパク質の構築のために使用されたヒトおよびマウスのIL-12のサブユニットの成熟形態のためのアミノ酸配列を示す。
(実施例8:IL-12融合タンパク質の発現/精製)
図10(C)の一価IL-12-Fc融合タンパク質は、実施例5に記載の方法により、ヒト/マウスIL-12.p40-γ4-A107Aおよびヒト/マウスIL-12.p35-γ4-A107B発現ベクター(1:1の比)から発現させ/精製した。図10(B)の二価IL-12-Fc融合タンパク質は、ヒト/マウスscIL-12-IgG4 Fc(wt)発現ベクターの単一のトランスフェクションを通して発現させ/精製した。全ての融合タンパク質は、100mlのHEK293F細胞培養物につき12~13mgの量で発現させ/精製した。
(Example 8: Expression/purification of IL-12 fusion protein)
Monovalent IL-12-Fc fusion protein in FIG. p40-γ4-A107A and human/mouse IL-12. Expressed/purified from p35-γ4-A107B expression vector (1:1 ratio). The bivalent IL-12-Fc fusion protein of Figure 10(B) was expressed/purified through a single transfection of a human/mouse scIL-12-IgG4 Fc (wt) expression vector. All fusion proteins were expressed/purified in an amount of 12-13 mg per 100 ml HEK293F cell culture.
精製された一価IL-12-Fcおよび二価IL-12-Fc融合タンパク質の各々の5μgを、非還元条件下において12%SDS-PAGEで分析した(図13)。IL-12.p40-CH3A改変体のモノマーは、60kDで観察され;IL-12.p40-CH3A改変体のホモダイマーは、120kDで観察され;IL-12.p35-CH3B改変体のモノマーは、50kDで観察され;IL-12.p35-CH3B改変体のホモダイマーは、100kDで観察され;IL-12.p40-CH3A改変体およびIL-12.p35-CH3B改変体のヘテロダイマーは、110kDで観察された。しかし、ヒトおよびマウスのインターロイキンサブユニットを連結することによって得られたタンパク質については、わずかに異なるサイズのバンドが観察され、これらのバンドは異なるグリコシル化パターンからもたらされることが文献で見出された(Loら、2007年)。さらに、上の実施例6の記載と同様に、IgG4に基づく全てのIL-12融合タンパク質においてモノマーが観察された。p35サブユニットがp40サブユニットの助けを借りずにモノマー形態で天然に発現されないという以前の報告に類似して、ヘテロダイマーFc改変体を使用して得られた一価IL-12-Fc融合タンパク質において、p40サブユニット連結CH3Aモノマーだけが観察された(Gilliesら、1998年b)。 5 μg of each of the purified monovalent IL-12-Fc and bivalent IL-12-Fc fusion proteins were analyzed by 12% SDS-PAGE under non-reducing conditions (Figure 13). IL-12. A monomer of the p40-CH3A variant was observed at 60 kD; IL-12. A homodimer of the p40-CH3A variant was observed at 120 kD; IL-12. A monomer of the p35-CH3B variant was observed at 50 kD; IL-12. A homodimer of the p35-CH3B variant was observed at 100 kD; IL-12. p40-CH3A variant and IL-12. A heterodimer of the p35-CH3B variant was observed at 110 kD. However, for proteins obtained by ligating human and mouse interleukin subunits, bands of slightly different sizes were observed, found in the literature to result from different glycosylation patterns. (Lo et al., 2007). Furthermore, similar to that described in Example 6 above, monomers were observed in all IgG4-based IL-12 fusion proteins. Similar to previous reports that the p35 subunit is not naturally expressed in monomeric form without the help of the p40 subunit, monovalent IL-12-Fc fusion proteins obtained using heterodimeric Fc variants , only p40 subunit-linked CH3A monomers were observed (Gillies et al., 1998b).
図14は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって融合タンパク質を分析した結果を示す。オリゴマーは、一価hIL-12-Fc融合タンパク質から部分的に観察された。 Figure 14 shows the results of analyzing the fusion protein by size exclusion chromatography (SEC). Oligomers were partially observed from the monovalent hIL-12-Fc fusion protein.
(実施例9:IL-12受容体への一価hIL-12-Fc融合タンパク質の結合親和性の評価)
実施例8において発現および精製された、一価hIL-12-FcのIL-12受容体への結合親和性を、二価hIL-12-Fcのそれと比較分析した。
Example 9 Evaluation of Binding Affinity of Monovalent hIL-12-Fc Fusion Protein to IL-12 Receptor
The binding affinity of monovalent hIL-12-Fc expressed and purified in Example 8 to IL-12 receptor was analyzed in comparison with that of bivalent hIL-12-Fc.
図15は、構築された一価hIL-12-Fcが、二価hIL-12-Fcと比較して、IL-12受容体への結合親和性を示し得ることを決定するために実行したFACS-Calibur(BD Biosciences)分析の結果を示す。 FIG. 15 is a FACS run to determine that the constructed monovalent hIL-12-Fc can exhibit binding affinity to the IL-12 receptor compared to bivalent hIL-12-Fc. - shows the results of the Calibur (BD Biosciences) analysis.
具体的には、ヒト末梢血から免疫細胞(PBMC)を単離するために、5mlのFicoll(GE Healthcare)を15ml試験管に充てんした。採取した血液をPBS(pH7.4)と1:1で混合し、振盪させ、次に、10mlの血液をとり、Ficollと混合しないように750gで20分の間「ブレーキなし」の状態でFicoll含有試験管の中で遠心分離した。次に、Ficollの上に形成したバフィーコートを回収し、PBS(pH7.4)で2回洗浄し、次に、T細胞、B細胞、NK細胞および単球を含むPBMCを得た。単離した正常なPBMCは、IL-12の結合が観察できるほど大量にIL-12Rを発現しなかった。この理由から、T細胞およびNK細胞を活性化できるように、マイトジェンPHA(Sigma-Aldrich)による処理によって細胞を72時間刺激した。細胞をPHAで処理するとき、免疫細胞が分裂する間にIL-12受容体がT細胞およびNK細胞で発現されることが報告された。PBMCを1×106細胞/mlの密度で10%FBS含有RPMI1640培地に加え、マイトジェンPHAを10μg/mlの濃度でそれに加え、その後細胞を37℃で72時間、5%CO2インキュベーターの中で培養した。正常なPBMCおよびPHA活性化PBMCを冷PBS(pH7.4)で洗浄し、試料あたり5×105細胞を調製した。Fc(A107)、二価hIL-12-Fcおよび一価hIL-12-Fcの各々を1μMの濃度で各試料に加え、4℃で30分の間インキュベートし、次に冷PBS(pH7.4)で洗浄した。各試料をFITCコンジュゲートヒト抗IgG4二次抗体(Sigma-Aldrich)と4℃で30分間インキュベートし、PBS(pH7.4)で洗浄し、次にフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)によって分析した。分析の後、各試料のヒストグラムグラフを得、IL-12受容体への一価hIL-12-Fcの結合親和性を評価した。 Specifically, to isolate immune cells (PBMC) from human peripheral blood, 5 ml of Ficoll (GE Healthcare) was filled into a 15 ml test tube. The collected blood was mixed 1:1 with PBS (pH 7.4) and shaken, then 10 ml of blood was taken and placed on Ficoll at 750 g for 20 minutes with "no brake" to avoid mixing with Ficoll. Centrifuge in the containing tube. The buffy coat formed on Ficoll was then collected and washed twice with PBS (pH 7.4), then PBMC containing T cells, B cells, NK cells and monocytes were obtained. Isolated normal PBMC did not express IL-12R in such high amounts that binding of IL-12 was observable. For this reason, cells were stimulated for 72 hours by treatment with the mitogen PHA (Sigma-Aldrich) so that T cells and NK cells could be activated. It has been reported that IL-12 receptors are expressed on T cells and NK cells during immune cell division when cells are treated with PHA. PBMCs were added at a density of 1×10 6 cells/ml to RPMI1640 medium containing 10% FBS and the mitogen PHA was added to it at a concentration of 10 μg/ml, after which the cells were incubated at 37° C. for 72 hours in a 5% CO 2 incubator. cultured. Normal PBMC and PHA-activated PBMC were washed with cold PBS (pH 7.4) and 5×10 5 cells were prepared per sample. Fc(A107), bivalent hIL-12-Fc and monovalent hIL-12-Fc each were added to each sample at a concentration of 1 μM, incubated at 4° C. for 30 minutes, then added to cold PBS (pH 7.4). ). Each sample was incubated with a FITC-conjugated human anti-IgG4 secondary antibody (Sigma-Aldrich) for 30 minutes at 4°C, washed with PBS (pH 7.4) and then analyzed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience). did. After analysis, a histogram graph of each sample was obtained to assess the binding affinity of monovalent hIL-12-Fc to the IL-12 receptor.
分析の結果は、二価hIL-12-Fcおよび一価hIL-12-Fcが、IL-12受容体を発現しない正常なPBMCに結合せず、IL-12受容体を発現するPHA活性化PBMCだけに結合したことを示した。したがって、IL-12受容体への一価hIL-12-Fcの結合親和性が、二価hIL-12-Fcのものと等しいことが判明した。 The results of the analysis showed that bivalent hIL-12-Fc and monovalent hIL-12-Fc did not bind to normal PBMC, which do not express IL-12 receptor, and PHA-activated PBMC, which do express IL-12 receptor. showed that it bound only to Thus, the binding affinity of monovalent hIL-12-Fc to IL-12 receptor was found to be equal to that of bivalent hIL-12-Fc.
(実施例10:PBMC増殖を誘導する一価hIL-12-Fc融合タンパク質の能力の評価)
IL-12融合タンパク質のIL-12部分が、IL-12受容体へのその結合によって実際の組換えIL-12(rIL-12)のものに同等の生理活性を保持するかどうかについて、組換えヒトIL-12(rhIL-12、Thermo Fisher Scientific)を対照として使用して調べた。
Example 10 Evaluation of the Ability of Monovalent hIL-12-Fc Fusion Proteins to Induce PBMC Proliferation
Whether the IL-12 portion of the IL-12 fusion protein retains bioactivity equivalent to that of actual recombinant IL-12 (rIL-12) due to its binding to the IL-12 receptor, recombinant Human IL-12 (rhIL-12, Thermo Fisher Scientific) was used as a control and investigated.
図16は、PHA活性化PBMCにおける、Fc(A107)、rhIL-12、二価hIL-12-Fcおよび一価hIL-12-Fcの細胞増殖能力を調べるために実行したWST-1細胞増殖アッセイの結果を示す。 FIG. 16. WST-1 cell proliferation assay performed to examine the cell proliferation potential of Fc(A107), rhIL-12, bivalent hIL-12-Fc and monovalent hIL-12-Fc in PHA-activated PBMCs. shows the results of
具体的には、実施例9に記載されるのと同じ方法でPHAによって活性化されたPBMC(2×104細胞、50μl)を96ウェルプレート(SPL、Korea)に加え、続いて10%FBS含有RPMI1640培地で系列希釈した、50~0.4pMのFc(A107)、rhIL-12、二価hIL-12-Fcおよび一価hIL-12-Fcの各々の50μlを加えた。次に、5%CO2の下で細胞を37℃で72時間培養した。細胞増殖アッセイのために、10μlのWST-1(水溶性テトラゾリウム塩、Sigma-aldrich)試薬を次に各ウェルに加え、37℃で4時間インキュベートし、マイクロプレートリーダー(Molecular Devices)を使用して570nmの吸光度を測定した。 Specifically, PBMCs (2×10 4 cells, 50 μl) activated by PHA in the same way as described in Example 9 were added to a 96-well plate (SPL, Korea) followed by 10% FBS. 50 μl of each of 50-0.4 pM Fc(A107), rhIL-12, bivalent hIL-12-Fc and monovalent hIL-12-Fc serially diluted in containing RPMI1640 medium were added. Cells were then cultured at 37° C. for 72 hours under 5% CO 2 . For the cell proliferation assay, 10 μl of WST-1 (water soluble tetrazolium salt, Sigma-aldrich) reagent was then added to each well and incubated at 37° C. for 4 hours using a microplate reader (Molecular Devices). Absorbance at 570 nm was measured.
その結果、一価hIL-12-Fcが、rhIL-12のものと類似であるかまたはそれより高いPBMC増殖能力を有することが示された。 The results showed that monovalent hIL-12-Fc has a PBMC proliferative capacity similar to or higher than that of rhIL-12.
(実施例11:PBMCからのIFN-γ分泌を誘導する一価hIL-12-Fc融合タンパク質の能力の評価)
図17は、Fc(A107)、rhIL-12、二価hIL-12-Fcおよび一価hIL-12-FcによりPHA活性化PBMCから分泌されるIFN-γの量を測定するために実行したELISAの結果を示す。
Example 11 Evaluation of the Ability of Monovalent hIL-12-Fc Fusion Proteins to Induce IFN-γ Secretion from PBMCs
FIG. 17 shows an ELISA performed to measure the amount of IFN-γ secreted from PHA-activated PBMC by Fc(A107), rhIL-12, bivalent hIL-12-Fc and monovalent hIL-12-Fc. shows the results of
具体的には、実施例10で72時間培養した培養上清の中のIFN-γの濃度を測定するために、ELISAのための96ウェルプレート(Thermo Fisher Scientific、Korea)を、ヒトIFN-γ捕捉抗体(Thermo Fisher Scientific)で12時間コーティングし、PBSTで洗浄し、次に1%BSA(1%ウシ血清アルブミンを有するPBS)により室温で1時間ブロックした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗浄の後、実施例2で得られた培養上清を1%BSAで5倍に希釈し、100μlの希釈物を各ウェルに加え、室温で2時間インキュベートした。PBSTによる洗浄の後、各ウェルをビオチンコンジュゲートIFN-γ検出抗体(Thermo Fisher Scientific)と室温で1時間インキュベートした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗浄の後、各ウェルをアビジンコンジュゲート西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)(Thermo Fisher Scientific)と室温で30分の間インキュベートし、PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)で洗浄し、次に3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン基質(TMB、sigma-aldrich)で処理した。マイクロプレートリーダーを使用して、405nmの吸光度を測定した。 Specifically, in order to measure the concentration of IFN-γ in the culture supernatant cultured for 72 hours in Example 10, a 96-well plate for ELISA (Thermo Fisher Scientific, Korea) was prepared with human IFN-γ. Coated with capture antibody (Thermo Fisher Scientific) for 12 hours, washed with PBST, then blocked with 1% BSA (PBS with 1% bovine serum albumin) for 1 hour at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), the culture supernatant obtained in Example 2 was diluted 5-fold with 1% BSA and 100 μl of the dilution was added to each well and for 2 hours. After washing with PBST, each well was incubated with a biotin-conjugated IFN-γ detection antibody (Thermo Fisher Scientific) for 1 hour at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), each well was incubated with avidin-conjugated horseradish peroxidase (HRP) (Thermo Fisher Scientific) for 30 minutes at room temperature and PBST (0.1% Tween-20). PBS with % Tween-20) and then treated with 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine substrate (TMB, sigma-aldrich). Absorbance at 405 nm was measured using a microplate reader.
その結果、PBMCからのIFN-γ分泌を誘導する一価hIL-12-Fcの能力は、rhIL-12のものと類似であるかまたはそれより高いことが示された。 The results showed that the ability of monovalent hIL-12-Fc to induce IFN-γ secretion from PBMCs was similar to or higher than that of rhIL-12.
(実施例12:IL-12受容体への一価mIL-12-Fcの結合親和性の評価)
実施例8において発現/精製された、一価mIL-12-FcのIL-12受容体への結合親和性を、二価mIL-12-Fcのものと比較分析した。
(Example 12: Evaluation of binding affinity of monovalent mIL-12-Fc to IL-12 receptor)
The binding affinity of monovalent mIL-12-Fc expressed/purified in Example 8 to IL-12 receptor was analyzed in comparison to that of bivalent mIL-12-Fc.
図18は、構築された一価mIL-12-Fcが、二価mIL-12-Fcと比較して、IL-12受容体への結合親和性を示すことを決定するために実行したフローサイトメトリーの結果を示す。 Figure 18 is a flow cytometer run to determine that the constructed monovalent mIL-12-Fc exhibits binding affinity to the IL-12 receptor compared to bivalent mIL-12-Fc. Shows the results of the metric.
具体的には、マウスIL-12がマウスIL-12受容体だけでなく、ヒトIL-12受容体にも結合することが報告された。したがって、実施例9に記載されるのと同じ方法で分析を実行した。分析の結果は、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcが、IL-12受容体を発現しない正常なPBMCに結合せず、IL-12受容体を発現するPHA活性化PBMCだけに結合したことを示した。したがって、IL-12受容体への一価mIL-12-Fcの結合親和性が、二価mIL-12-Fcのものと同じであることが示された。 Specifically, it was reported that murine IL-12 binds not only to the murine IL-12 receptor, but also to the human IL-12 receptor. Therefore, the analysis was performed in the same manner as described in Example 9. The results of the analysis showed that bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc did not bind to normal PBMC, which do not express IL-12 receptor, and PHA-activated PBMC, which do express IL-12 receptor. showed that it bound only to Thus, the binding affinity of monovalent mIL-12-Fc to IL-12 receptor was shown to be the same as that of bivalent mIL-12-Fc.
(実施例13:PBMC増殖を誘導する一価mIL-12-Fcの能力の評価)
図19は、PHA活性化PBMCの細胞増殖に及ぼす、Fc(A107)、組換えマウスIL-12(rmIL-12)、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcの能力の影響を調べるために実行したWST-1細胞増殖アッセイの結果を示す。
Example 13: Evaluation of the Ability of Monovalent mIL-12-Fc to Induce PBMC Proliferation
FIG. 19 shows the effect of Fc(A107), recombinant murine IL-12 (rmIL-12), bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc potencies on cell proliferation of PHA-activated PBMCs. Shown are the results of a WST-1 cell proliferation assay performed to examine .
具体的には、実施例9に記載されるのと同じ方法でPHAによって活性化されたPBMC(2×104細胞、50μl)を96ウェルプレートに加え、続いて10%FBS含有RPMI1640培地で系列希釈した、50~0.4pMのFc(A107)、rmIL-12、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcの各々の50μlを追加した。次に、5%CO2の下で細胞を37℃で72時間培養し、その後、実施例10に記載されるのと同じ方法でWSTアッセイを実行した。その結果、一価mIL-12-FcがrmIL-12と同様にPBMC増殖を誘導する能力を有することが示された。 Specifically, PBMCs (2×10 4 cells, 50 μl) activated by PHA in the same manner as described in Example 9 were added to 96-well plates, followed by lineage in RPMI 1640 medium containing 10% FBS. 50 μl each of diluted 50-0.4 pM Fc(A107), rmIL-12, bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc were added. Cells were then cultured at 37° C. for 72 hours under 5% CO 2 after which WST assay was performed in the same manner as described in Example 10. The results showed that monovalent mIL-12-Fc has the same ability as rmIL-12 to induce PBMC proliferation.
(実施例14:in vivo腫瘍増殖を阻害する一価mIL-12-Fcの能力の評価)
実施例13では、PHA活性化PBMCの増殖を誘導する一価mIL-12-Fcの能力を評価した。一価mIL-12-Fcの同じ作用もin vivoで出現するかどうかを調べた。
Example 14: Evaluation of the ability of monovalent mIL-12-Fc to inhibit tumor growth in vivo
Example 13 assessed the ability of monovalent mIL-12-Fc to induce proliferation of PHA-activated PBMCs. It was investigated whether the same effect of monovalent mIL-12-Fc also appears in vivo.
図20(A)および20(B)は、生きているマウスの100mm3の腫瘍への一価mIL-12-Fcの腫瘍増殖阻害活性を測定した結果を示す。 Figures 20(A) and 20(B) show the results of measuring the tumor growth inhibitory activity of monovalent mIL-12-Fc on 100 mm 3 tumors in living mice.
具体的には、4週齢雌Balb/cマウス(NARA Biotech、Korea)の毛を剃り、150μLのPBSに希釈したCT26HER2/Neu結腸直腸がん細胞(1×106細胞/マウス)をマウスの皮下に移植した。類似の腫瘍体積(平均体積:100~120mm3)を有するマウスをランダムにグループ化し、Fc(A107)、rmIL-12)(Thermo Fisher Scientific)、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcの各々を各マウスの腹腔内に1μgのIL-12の等モル量に対応する用量で合計6回(週に2回)注射した。腫瘍を週に2回測定し、腫瘍体積(V)を以下の式を使用して計算した:V=長さ×幅2/2。 Specifically, 4-week-old female Balb/c mice (NARA Biotech, Korea) were shaved and CT26 HER2/Neu colorectal cancer cells (1×10 6 cells/mouse) diluted in 150 μL of PBS were injected into the mice. was subcutaneously implanted in the Mice with similar tumor volumes (mean volume: 100-120 mm 3 ) were randomly grouped and tested for Fc (A107), rmIL-12) (Thermo Fisher Scientific), bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12 -Fc was injected intraperitoneally into each mouse for a total of 6 times (twice weekly) at a dose corresponding to an equimolar amount of 1 μg IL-12. Tumors were measured twice weekly and tumor volume (V) was calculated using the following formula: V = length x width2/ 2 .
図20(A)に示すように、対照と比較して、1μgのrmIL-12の投与は腫瘍増殖の阻害に影響を及ぼさなかったが、等モル濃度の一価mIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcは腫瘍増殖を阻害した。さらに、図20(B)に示すように、一価mIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcの投与は、対照と比較してマウス体重の変化をほとんど示さないか、変化を示さず、一価mIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcは毒性でないことを示した。 As shown in FIG. 20(A), administration of 1 μg rmIL-12 had no effect on inhibition of tumor growth compared to controls, but equimolar concentrations of monovalent mIL-12-Fc and bivalent mIL-12-Fc inhibited tumor growth. Furthermore, as shown in FIG. 20(B), administration of monovalent mIL-12-Fc and bivalent mIL-12-Fc showed little to no change in mouse body weight compared to controls. , showed that monovalent mIL-12-Fc and bivalent mIL-12-Fc were not toxic.
図21(A)、21(B)および21(C)は、生きているマウスの300mm3の腫瘍への一価mIL-12-Fcの様々な濃度の腫瘍増殖阻害活性を測定した結果を示す。 Figures 21(A), 21(B) and 21(C) show the results of measuring the tumor growth inhibitory activity of various concentrations of monovalent mIL-12-Fc on 300 mm 3 tumors in live mice. .
具体的には、4週齢雌Balb/cマウス(NARA Biotech、Korea)の毛を剃り、150μLのPBSに希釈したCT26HER2/Neu結腸直腸がん細胞(1×106細胞/マウス)をマウスの皮下に移植した。類似の腫瘍体積(平均体積:300mm3)を有するマウスをランダムにグループ化し、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcの各々を各マウスの腹腔内に0.1~2μgのrmIL-12と等モルの濃度で合計6回(週に2回)注射した。腫瘍を週に2回測定し、腫瘍体積(V)を以下の式を使用して計算した:V=長さ×幅2/2。 Specifically, 4-week-old female Balb/c mice (NARA Biotech, Korea) were shaved and CT26 HER2/Neu colorectal cancer cells (1×10 6 cells/mouse) diluted in 150 μL of PBS were injected into the mice. was subcutaneously implanted in the Mice with similar tumor volumes (mean volume: 300 mm 3 ) were randomly grouped and 0.1-2 μg each of bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc were administered intraperitoneally to each mouse. A total of 6 injections (twice weekly) were given at concentrations equimolar to rmIL-12. Tumors were measured twice weekly and tumor volume (V) was calculated using the following formula: V = length x width2/ 2 .
図21(A)、21(B)および21(C)に示すように、1μgのIL-12またはそれ未満の等モル量に対応する用量で、一価mIL-12-Fcは、二価IL-12-Fcと比較して大きな腫瘍の増殖を阻害する高い作用を示した。0.25μgのIL-12の等モル量に対応する濃度で、二価mIL-12-Fcは腫瘍増殖を阻害する作用を示したが、腫瘍を除去しなかった。しかし、同一の投与レジメンの下で、一価mIL-12-Fcは、マウスの40%において腫瘍を除去する作用を示した。さらに、二価mIL-12-Fcが腫瘍の除去に失敗した0.5μgのIL-12の等モル量に対応する濃度で、一価mIL-12-Fcは、わずか5回投与したときでもマウスの73%において腫瘍を除去した。 As shown in Figures 21(A), 21(B) and 21(C), at doses corresponding to equimolar amounts of 1 μg IL-12 or less, monovalent mIL-12-Fc It showed higher potency in inhibiting the growth of large tumors compared to -12-Fc. At a concentration corresponding to an equimolar amount of 0.25 μg IL-12, bivalent mIL-12-Fc acted to inhibit tumor growth, but did not eliminate tumors. However, under the same dosing regimen, monovalent mIL-12-Fc was effective in eliminating tumors in 40% of mice. Moreover, at concentrations corresponding to equimolar amounts of 0.5 μg IL-12 at which bivalent mIL-12-Fc failed to clear tumors, monovalent mIL-12-Fc, even when administered only five times, 73% of the tumors were removed.
(実施例15:一価mIL-12-Fcのin vivo毒性の評価)
図21(D)は、様々な濃度で投与した一価mIL-12-Fcのin vivo毒性を決定するために体重変化を測定した結果を示す。
(Example 15: Evaluation of in vivo toxicity of monovalent mIL-12-Fc)
FIG. 21(D) shows the results of body weight changes to determine the in vivo toxicity of monovalent mIL-12-Fc administered at various concentrations.
具体的には、図21(A)に示すように、体重が低減するかどうかを、週に2回一価mIL-12-Fcを投与したマウスの体重を測定することによって観察した。対照群において腫瘍体積の増加と共に体重が増加したが、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcの全ての濃度で投与されたマウスは、投与前と比較して体重の減少を示さなかったことが示された。したがって、一価mIL-12-Fcは体重の低減を誘導せず、したがって、有意なin vivo毒性を有しないと決定された。 Specifically, as shown in FIG. 21(A), whether body weight decreased was observed by measuring the body weight of mice that received monovalent mIL-12-Fc twice weekly. Mice dosed with all concentrations of bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc lost weight compared to pre-dosing, whereas body weight increased with increasing tumor volume in the control group. It was shown that it did not show. Therefore, it was determined that monovalent mIL-12-Fc does not induce weight loss and therefore does not have significant in vivo toxicity.
図21(D)は、肝毒性マーカーであるアラニンアミノ基転移酵素(ALT)を測定した結果を示す。 FIG. 21(D) shows the results of measurement of hepatotoxicity marker alanine aminotransferase (ALT).
具体的には、最後の投与から24時間後に図21(A)のマウスの顔面静脈から血液を採取した。血液凝固を誘導するように血液を室温で2時間静置し、次に8000rpmで10分間遠心分離し、上清の血清を収集した。血清中のALTの濃度を測定するために、IL-12-Fc融合タンパク質の最後の投与の24時間後に、マウス顔面静脈から血液を採取した。血液凝固を誘導するように血液を室温で2時間静置し、次に8000rpmで10分間遠心分離し、上清の血清を収集した。血清中のALTの濃度を測定するために、ALT測定のための基質溶液(アラニンおよびα-ケトグルタレートの混合物)を15ml試験管にとり、37℃の一定温度の水浴の中で5分間インキュベートした。二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcの各々を投与した腫瘍移植マウスの血液から単離した血清を10倍に希釈し、200μlの希釈物を基質溶液に加え、振盪し、37℃の一定温度の水浴の中で30分間インキュベートした。一定温度の水浴から取り出した試験管に1mlの発色試薬(2,4-ジニトロフェニル-1-ヒドラゾン)を加え、試験管を室温で20分間静置した。次に、10mlの0.4N水酸化ナトリウム溶液を試験管に加えて混合し、次に、試験管を室温で10分間静置した。光電分光光度計(GeneQuant100、GE Healthcare)を使用して、505nmの吸光度を測定した。血清の代わりに標準曲線試薬を加えることによって作成した標準曲線を使用して、ALTを単位に変換した。二価mIL-12-Fcまたは一価mIL-12-Fcを投与したマウスから採取した血液由来の血清は、対照または正常なBalb/cマウスの血液試料から分離された血清のものと類似のALT活性を示すことが示された。これは、二価mIL-12-Fcまたは一価mIL-12-Fcを0.5μgまたは1μgのIL-12に等モルの濃度で腫瘍移植マウスに投与するとき、それは肝毒性を誘導しないことを示唆する。
Specifically, blood was collected from the facial vein of the mice in FIG. 21(A) 24 hours after the last administration. The blood was allowed to stand at room temperature for 2 hours to induce blood clotting, then centrifuged at 8000 rpm for 10 minutes and the supernatant serum collected. To measure the concentration of ALT in serum, blood was collected from the mouse facial vein 24 hours after the last administration of IL-12-Fc fusion protein. The blood was allowed to stand at room temperature for 2 hours to induce blood clotting, then centrifuged at 8000 rpm for 10 minutes and the supernatant serum collected. To measure the concentration of ALT in serum, the substrate solution for ALT measurement (mixture of alanine and α-ketoglutarate) was placed in a 15 ml test tube and incubated in a constant temperature water bath at 37° C. for 5 minutes. . Serum isolated from the blood of tumor-implanted mice administered with each of bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc was diluted 10-fold, 200 μl of the dilution was added to the substrate solution and shaken, Incubate for 30 minutes in a constant temperature water bath at 37°C. 1 ml of a coloring reagent (2,4-dinitrophenyl-1-hydrazone) was added to the test tube removed from the constant temperature water bath, and the test tube was allowed to stand at room temperature for 20 minutes. Next, 10 ml of 0.4N sodium hydroxide solution was added to the test tube and mixed, then the test tube was allowed to stand at room temperature for 10 minutes. Absorbance at 505 nm was measured using a photoelectric spectrophotometer (
(実施例16:in vivoで免疫細胞増殖を誘導する一価mIL-12-Fcの能力の評価)
実施例15に示すように、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcが2μgのIL-12の等モル量に対応する濃度で投与されたとき、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcは全て腫瘍を除去したが、それらが1μgのIL-12より低いモル濃度で投与されたとき、一価mIL-12-Fcの腫瘍増殖阻害作用は二価mIL-12-Fcのそれより有意に高かった。実際、一価mIL-12-Fcの高い腫瘍増殖阻害作用が、IL-12受容体を有するNK細胞、CD4+T細胞およびCD8+T細胞などの固有のエフェクター細胞の数の増加に関連するかどうかを決定するために、分析を実行した。
(Example 16: Evaluation of the ability of monovalent mIL-12-Fc to induce immune cell proliferation in vivo)
As shown in Example 15, when bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc were administered at a concentration corresponding to an equimolar amount of 2 μg IL-12, bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc all cleared tumors, but when they were administered at molar concentrations lower than 1 μg IL-12, the tumor growth inhibitory effect of monovalent mIL-12-Fc was greater than that of bivalent mIL-12-Fc. significantly higher than that of 12-Fc. Indeed, is the high tumor growth inhibitory effect of monovalent mIL-12-Fc associated with increased numbers of unique effector cells such as IL-12 receptor-bearing NK cells, CD4 + T cells and CD8 + T cells? An analysis was performed to determine whether
図22(A)は、図21(A)の最終投与から3日目に屠殺したマウスの脾臓における、CD4+T細胞、CD8+T細胞およびNK細胞の数の増加を測定した結果を示す。
FIG. 22(A) shows the results of measuring increases in the numbers of CD4 + T cells, CD8 + T cells and NK cells in the spleen of mice sacrificed on
具体的には、図21(A)に示す処置の後、腫瘍移植の34日後にマウス脾臓を解剖し、ペトリ皿の中でワイヤメッシュ(wide mesh)を使用して砕き、次に10mlの2%FBS含有培地で洗浄した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄して脾細胞懸濁物を調製し、細胞の数を血球計数器で計数した。APC、FITC、PEまたはPE-cy5コンジュゲート抗CD45、抗CD3、抗CD4、抗CD8および抗CD49b抗体を脾臓リンパ球に加え、それは、次に4℃で30分間染色し、冷PBS(pH7.4)で洗浄し、次にフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)およびFlow jo(Thermo Fisher Scientific)によって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、CD45+CD3+CD4+細胞集団、CD45+CD3+CD8+細胞集団およびCD45+CD3-CD49b+細胞集団を、それぞれCD4+T細胞、CD8+T細胞およびNK細胞と規定し、全体の脾細胞に対するその割合を計算し、血球計数器で計数した細胞数を掛け算し、一価mIL-12-Fcの投与の後に増加したCD4+T細胞、CD8+T細胞およびNK細胞の数を分析した。 Specifically, following the treatment shown in FIG. 21(A), mouse spleens were dissected 34 days after tumor implantation, triturated using a wide mesh in a Petri dish, and then added to 10 ml of 2 Washed with medium containing % FBS. Then 1 ml of erythrocyte lysis buffer was added to it to lyse the erythrocytes, the resulting cells were washed with PBS to prepare a splenocyte suspension, and the number of cells was counted with a hemocytometer. APC, FITC, PE or PE-cy5 conjugated anti-CD45, anti-CD3, anti-CD4, anti-CD8 and anti-CD49b antibodies were added to splenic lymphocytes, which were then stained for 30 minutes at 4°C and treated with cold PBS (pH 7.0). 4) and then analyzed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience) and Flow jo (Thermo Fisher Scientific). Each sample was analyzed by dot-plotting to divide the CD45 + CD3 + CD4 + cell population, the CD45 + CD3 + CD8 + cell population and the CD45 + CD3 − CD49b + cell population into CD4 + T cells, CD8 + T cells and NK cells, respectively. and calculated its percentage relative to total splenocytes, multiplied by the number of cells counted in the hemocytometer, and increased CD4 + T cells, CD8 + T cells and NK cell numbers were analyzed.
その結果、対照と比較して、一価mIL-12-Fcが、腫瘍移植マウスにおけるCD4+T細胞およびCD8+T細胞の数を濃度依存的に増加させたことが分かった。しかし、二価mIL-12-Fcは、0.5μgのIL-12の等モル量に対応した濃度でそれを投与した群においてだけCD8+T細胞の数を増加させ、1μgのIL-12の等モル量に対応した濃度でそれを投与した群では、それはCD4+T細胞およびCD8+T細胞の数を増加させなかった。NK細胞は腫瘍移植マウスにおいてメモリー細胞を形成しないという以前の研究結果(CerwenkaおよびLanier、2016年;Schreiberら、2011年)と一貫して、腫瘍移植の34日後に、一価mIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcを投与した群におけるNK細胞の数が対照群におけるそれと類似していたことが観察された。その結果、一価mIL-12-FcがCD4+T細胞およびCD8+T細胞のより大きな拡大増殖(expansion)を引き起こすことが示されたが、これは、二価mIL-12-Fcと比較してより強い腫瘍増殖阻害を説明する。 The results showed that monovalent mIL-12-Fc increased the number of CD4 + T cells and CD8 + T cells in tumor-implanted mice in a concentration-dependent manner compared to controls. However, bivalent mIL-12-Fc increased the number of CD8 + T cells only in the group to which it was administered at concentrations corresponding to equimolar amounts of 0.5 μg IL-12, whereas 1 μg IL-12 It did not increase the number of CD4 + T cells and CD8 + T cells in the groups to which it was administered at concentrations corresponding to equimolar amounts. Consistent with previous findings that NK cells do not form memory cells in tumor-implanted mice (Cerwenka and Lanier, 2016; Schreiber et al., 2011), 34 days after tumor implantation, monovalent mIL-12-Fc It was observed that the number of NK cells in the group administered bivalent mIL-12-Fc was similar to that in the control group. The results showed that monovalent mIL-12-Fc caused greater expansion of CD4 + and CD8 + T cells compared to bivalent mIL-12-Fc. explain stronger tumor growth inhibition.
腫瘍に浸潤した適応性免疫細胞(CD4+T細胞およびCD8+T細胞)の数の増加が腫瘍増殖の阻害において重要であるという報告(Schreiberら、2011年)に基づいて、一価mIL-12-Fcが腫瘍に浸潤した適応性免疫細胞の数を増加させるかどうかを分析した。一価mIL-12-Fcを6回投与したとき、腫瘍を有しない多くのマウスがあった。この理由から、一価mIL-12-Fcを3回投与し、次に、マウス腫瘍に浸潤した免疫細胞の数を分析した。 Based on reports (Schreiber et al., 2011) that an increase in the number of adaptive immune cells (CD4 + and CD8 + T cells) that infiltrate tumors is important in inhibiting tumor growth, monovalent mIL-12 - We analyzed whether Fc increased the number of adaptive immune cells that infiltrated tumors. When given 6 doses of monovalent mIL-12-Fc, there were many tumor-free mice. For this reason, we administered monovalent mIL-12-Fc three times and then analyzed the number of immune cells that infiltrated the mouse tumors.
図22(B)は、図21(A)の3回目の投与から3日後に屠殺したマウスの腫瘍に浸潤した、全免疫細胞、CD4+T細胞およびCD8+T細胞の数を測定した結果を示す。 Figure 22 (B) shows the results of measuring the number of total immune cells, CD4 + T cells and CD8 + T cells that infiltrated the tumors of mice sacrificed 3 days after the third administration of Figure 21 (A). show.
具体的には、図21(A)に示す処置の後、腫瘍移植の24日後にマウス腫瘍を解剖し、計量した。次に、ペトリ皿の中でワイヤメッシュおよびコラゲナーゼ(100μg/ml)を使用して腫瘍を砕き、50gで5分間、10mlの2%FBS含有培地の中で遠心分離して実質組織を取り出した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄して細胞懸濁物を調製し、細胞の数を血球計数器で計数した。APC、FITCまたはPE-cy5コンジュゲート抗CD45、抗CD3、抗CD4および抗CD8抗体を腫瘍から単離した細胞に加え、それを、次に4℃で30分間染色し、冷PBS(pH7.4)で洗浄し、次にフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)およびFlow jo(Thermo Fisher Scientific)によって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、次に、CD45+細胞集団、CD45+CD3+CD4+細胞集団およびCD45+CD3+CD8+細胞集団およびCD45+CD3-CD49b+細胞集団を、それぞれ全腫瘍浸潤免疫細胞、腫瘍浸潤CD4+T細胞および腫瘍浸潤CD8+T細胞と規定した。全腫瘍から単離した細胞に対するこれらの細胞の割合を計算し、血球計数器で計数した細胞数を掛け算し、次に、一価mIL-12-Fcの投与の後に増加した全腫瘍浸潤免疫細胞、腫瘍浸潤CD4+T細胞および腫瘍浸潤CD8+T細胞の数を分析した。 Specifically, following the treatments shown in Figure 21(A), mouse tumors were dissected and weighed 24 days after tumor implantation. Tumors were then triturated using wire mesh and collagenase (100 μg/ml) in petri dishes and parenchyma removed by centrifugation at 50 g for 5 min in 10 ml of medium containing 2% FBS. Next, 1 ml of red blood cell lysis buffer was added to it to lyse the red blood cells, the resulting cells were washed with PBS to prepare a cell suspension, and the number of cells was counted with a hemocytometer. APC, FITC or PE-cy5 conjugated anti-CD45, anti-CD3, anti-CD4 and anti-CD8 antibodies were added to cells isolated from tumors, which were then stained for 30 minutes at 4°C and treated with cold PBS (pH 7.4). ) and then analyzed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience) and Flowjo (Thermo Fisher Scientific). Each sample was analyzed by dot-plotting and then the CD45 + , CD45 + CD3 + CD4 + and CD45 + CD3 + CD8 + and CD45 + CD3 - CD49b + cell populations were analyzed as total tumor-infiltrating immune cells, respectively. cells were defined as tumor-infiltrating CD4 + T cells and tumor-infiltrating CD8 + T cells. We calculated the percentage of these cells relative to the cells isolated from the total tumor, multiplied by the number of cells counted in the hemocytometer, and then calculated the total tumor-infiltrating immune cells that increased after administration of monovalent mIL-12-Fc. , analyzed the numbers of tumor-infiltrating CD4 + T cells and tumor-infiltrating CD8 + T cells.
その結果、対照と比較して、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcが、腫瘍に浸潤した全免疫細胞、CD4+T細胞およびCD8+T細胞の数を濃度依存的に増加させたことが分かった。等モル濃度では、二価mIL-12-Fcと比較して、一価mIL-12-Fcは、腫瘍に浸潤した全免疫細胞、CD4+T細胞およびCD8+T細胞を有意に増加させた。その結果、一価mIL-12-Fcが腫瘍においてCD4+T細胞およびCD8+T細胞のより大きな浸潤を引き起こすことが示されたが、これは、二価mIL-12-Fcと比較してより強い腫瘍増殖阻害を説明する。 As a result, compared to controls, bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc reduced the number of total immune cells, CD4 + T cells and CD8 + T cells infiltrating the tumor in a concentration-dependent manner. found to have increased. At equimolar concentrations, monovalent mIL-12-Fc significantly increased tumor-infiltrating total immune cells, CD4 + T cells and CD8 + T cells, compared to bivalent mIL-12-Fc. The results showed that monovalent mIL-12-Fc caused a greater infiltration of CD4 + and CD8 + T cells in tumors, which was more pronounced than bivalent mIL-12-Fc. Describes strong tumor growth inhibition.
(実施例17:in vivoでの免疫細胞からのサイトカイン分泌および細胞毒性の増加に及ぼす一価mIL-12-Fcの作用の評価)
IL-12は、T細胞およびNK細胞からのIFN-γの分泌を増加させることによってがん細胞の増殖を阻害することが知られている(Trinchieri、2003年)。さらに、IL-12は、がん細胞に対する細胞傷害性T細胞およびナチュラルキラー細胞の直接的な細胞傷害作用を増強することによって抗がん作用を示す。したがって、一価IL-12-Fcの高い抗がん作用が、腫瘍移植マウスの血清中IFN-γ濃度の増加に、ならびにがん細胞に対する細胞傷害性T細胞およびナチュラルキラー細胞の直接的な細胞傷害作用の増強に起因するかどうかを決定するために、分析を実行した。
Example 17: Evaluation of the effects of monovalent mIL-12-Fc on increasing cytokine secretion and cytotoxicity from immune cells in vivo
IL-12 is known to inhibit cancer cell proliferation by increasing the secretion of IFN-γ from T cells and NK cells (Trinchieri, 2003). In addition, IL-12 exhibits anticancer effects by enhancing the direct cytotoxic effects of cytotoxic T cells and natural killer cells against cancer cells. Therefore, the high anti-cancer effect of monovalent IL-12-Fc may be attributed to increased serum IFN-γ concentrations in tumor-implanted mice, as well as to direct cytotoxic T-cell and natural killer cell-directed responses to cancer cells. Analyzes were performed to determine if this was due to enhanced injury effects.
図23(A)は、図21(A)の最終投与の24時間後にマウス顔面静脈から採取した血液から分離した血清中のIFN-γの濃度を測定するために実行したELISAの結果を示す。 FIG. 23(A) shows the results of an ELISA performed to measure the concentration of IFN-γ in serum isolated from blood drawn from the mouse facial vein 24 hours after the final administration of FIG. 21(A).
具体的には、図20(A)のmIL-12-Fc融合タンパク質の最終投与の24時間後に、マウスの顔面静脈から血液を採取した。血液凝固を誘導するように血液を室温で2時間静置し、次に8000rpmで10分間遠心分離し、上清の血清を収集した。血清中のIFN-γの濃度を測定するために、ELISAのための96ウェルプレート(Thermo Fisher Scientific)を、マウスIFN-γ捕捉抗体で12時間コーティングし、PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)で洗浄し、次に1%BSA(1%ウシ血清アルブミンを有するPBS)により室温で1時間ブロックした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗液の後、血清を1%BSAで10倍に希釈し、室温で2時間インキュベートした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗浄の後、各ウェルをビオチンコンジュゲートマウスIFN-γ検出抗体(Thermo Fisher Scientific)と室温で1時間インキュベートした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗浄の後、各ウェルをアビジンコンジュゲート西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)(Thermo Fisher Scientific)と室温で30分間インキュベートし、PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)で洗浄し、次に3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン基質(TMB、sigma-aldrich)で処理した。マイクロプレートリーダーを使用して、450nmの吸光度を測定した。図23(A)に示すように、二価mIL-12-Fcを投与したマウスの血清中IFN-γ濃度は、対照群のものと比較して増加しなかった。しかし、対照群のものと比較して、1mgのrmIL12の等モル量までの用量に比例した一価mIL12-Fc処置を受けたマウスでは、血清中IFN-γレベルが増加することが観察された。さらに、一価mIL-12-Fcが一部のがん細胞の増殖を阻害する作用を有することが知られているIFN-γの分泌を増加させたので、一価mIL-12-Fcの腫瘍形成阻害作用があったことが示された。 Specifically, blood was collected from the facial vein of mice 24 hours after the final administration of the mIL-12-Fc fusion protein of FIG. 20(A). The blood was allowed to stand at room temperature for 2 hours to induce blood clotting, then centrifuged at 8000 rpm for 10 minutes and the supernatant serum collected. To measure the concentration of IFN-γ in serum, 96-well plates for ELISA (Thermo Fisher Scientific) were coated with mouse IFN-γ capture antibody for 12 hours and added with PBST (0.1% Tween-20). PBS with 1% bovine serum albumin) and then blocked with 1% BSA (PBS with 1% bovine serum albumin) for 1 hour at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), serum was diluted 10-fold with 1% BSA and incubated for 2 hours at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), each well was incubated with a biotin-conjugated mouse IFN-γ detection antibody (Thermo Fisher Scientific) for 1 hour at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), each well was incubated with avidin-conjugated horseradish peroxidase (HRP) (Thermo Fisher Scientific) for 30 minutes at room temperature and PBST (0.1% Tween-20). -20 in PBS) and then treated with 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine substrate (TMB, sigma-aldrich). Absorbance at 450 nm was measured using a microplate reader. As shown in FIG. 23(A), serum IFN-γ concentrations in mice treated with bivalent mIL-12-Fc were not increased compared to those in the control group. However, increased serum IFN-γ levels were observed in mice receiving dose-proportional monovalent mIL12-Fc treatment up to equimolar amounts of 1 mg rmIL12 compared to those of the control group. . Furthermore, since monovalent mIL-12-Fc increased the secretion of IFN-γ, which is known to have the effect of inhibiting the growth of some cancer cells, monovalent mIL-12-Fc tumors It was shown that there was a formation inhibitory effect.
二価mIL12-Fcで処置した腫瘍移植マウスでは、IFN-γの血清中レベルは低かった(図23(A))。したがって、二価mIL-12-FcがNK細胞およびT細胞からのIFN-γの分泌を誘導する能力が低いかどうかを決定するために、一価mIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcの単一の投与の後の示した時点で血清中IFN-γ濃度を測定した。 Tumor-implanted mice treated with bivalent mIL12-Fc had low serum levels of IFN-γ (FIG. 23(A)). Therefore, to determine whether bivalent mIL-12-Fc is less capable of inducing IFN-γ secretion from NK and T cells, monovalent mIL-12-Fc and bivalent mIL-12-Fc were tested. Serum IFN-γ concentrations were measured at the indicated time points after a single administration of Fc.
図23(B)は、CT26HER2/Neu結腸直腸がん細胞を移植したBalb/cマウスへの二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcの単一の腹腔内投与の後の様々な示した時点で、血清中のIFN-γの濃度を測定するために実行したELISAの結果を示す。 FIG. 23(B) shows CT26 HER2/Neu colorectal cancer cell-engrafted Balb/c mice after single intraperitoneal administration of bivalent mIL-12-Fc and monovalent mIL-12-Fc. Shown are the results of an ELISA performed to measure the concentration of IFN-γ in serum at the various indicated time points.
具体的には、CT26HER2/Neu結腸直腸がん細胞を移植したBalb/cマウスの腫瘍体積が300mm3に到達したときに、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcを1μgのrmIL-12と等モルの濃度で腹腔内に投与した。1、3および5日後に、マウスの顔面静脈から血液を採取した。血液凝固を誘導するように血液を室温で2時間静置し、8000rpmで10分間遠心分離し、上清の血清を収集した。血清中のIFN-γの濃度を測定するために、ELISAのための96ウェルプレート(Thermo Fisher Scientific)を、マウスIFN-γ捕捉抗体で12時間コーティングし、PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)で洗浄し、次に1%BSA(1%ウシ血清アルブミンを有するPBS)により室温で1時間ブロックした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗液の後、血清を1%BSAで10倍に希釈し、室温で2時間インキュベートした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗浄の後、各ウェルをビオチンコンジュゲートマウスIFN-γ検出抗体(Thermo Fisher Scientific)と室温で1時間インキュベートした。PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)による洗浄の後、各ウェルをアビジンコンジュゲート西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)(Thermo Fisher Scientific)と室温で30分間インキュベートし、PBST(0.1%Tween-20を有するPBS)で洗浄し、次に3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン基質(TMB、sigma-aldrich)で処理した。マイクロプレートリーダーを使用して、450nmの吸光度を測定した。図23(B)に示すように、腫瘍移植マウスでは、二価mIL-12-Fcを投与した群は、5日目まで一価mIL-12-Fc群のものと類似の血清中IFN-γ濃度を示し、二価mIL-12-Fcが、エフェクター細胞からのIFN-γの分泌を誘導する能力に固有の欠陥を有しないことを示唆した。
Specifically, when the tumor volume of Balb/c mice engrafted with CT26 HER2/Neu colorectal cancer cells reached 300 mm 3 , 1 μg of bivalent and monovalent of rmIL-12 was administered intraperitoneally. After 1, 3 and 5 days, blood was collected from the facial vein of the mice. The blood was allowed to stand at room temperature for 2 hours to induce blood clotting, centrifuged at 8000 rpm for 10 minutes, and the supernatant serum was collected. To measure the concentration of IFN-γ in serum, 96-well plates for ELISA (Thermo Fisher Scientific) were coated with mouse IFN-γ capture antibody for 12 hours and added with PBST (0.1% Tween-20). PBS with 1% bovine serum albumin) and then blocked with 1% BSA (PBS with 1% bovine serum albumin) for 1 hour at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), serum was diluted 10-fold with 1% BSA and incubated for 2 hours at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), each well was incubated with a biotin-conjugated mouse IFN-γ detection antibody (Thermo Fisher Scientific) for 1 hour at room temperature. After washing with PBST (PBS with 0.1% Tween-20), each well was incubated with avidin-conjugated horseradish peroxidase (HRP) (Thermo Fisher Scientific) for 30 min at room temperature and PBST (0.1% Tween-20). -20 in PBS) and then treated with 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine substrate (TMB, sigma-aldrich). Absorbance at 450 nm was measured using a microplate reader. As shown in FIG. 23(B), in tumor-implanted mice, the group administered bivalent mIL-12-Fc showed serum IFN-γ levels similar to those of the monovalent mIL-12-Fc group by
図23(C)は、CT26HER2/Neuがん細胞に対する、図21(A)の最終投与から3日後に屠殺したマウスの脾臓から単離した、細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用を測定した結果を示すグラフである。 FIG. 23(C) measures the cytotoxic effect of cytotoxic T cells isolated from the spleens of mice sacrificed 3 days after the final administration of FIG. 21(A) against CT26 HER2/Neu cancer cells. It is a graph which shows a result.
具体的には、図21(A)のサイトカインの最終投与から72時間後に、マウスを屠殺し、脾臓をそこから解剖し、70ミクロンメッシュおよびPBSを含有する60mm皿の中で砕いた。遠心分離によって得た細胞に、赤血球溶解緩衝液を加えて赤血球を溶解した。次に、細胞をPBSで洗浄し、APCコンジュゲート抗CD3抗体(Thermo Fisher Scientific)およびPEコンジュゲート抗CD8抗体と4℃で30分間インキュベートした。細胞をPBSで洗浄した後、FACS Aria III(BD biosciences、Korea)を使用して、細胞傷害性T細胞(CD3+CD8+)を単離した。標的CT26HER2/Neuがん細胞に対する細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用を測定するために、CT26HER2/Neuがん細胞をカルセインAM(Thermo Fisher Scientific Inc.、10μM)で染色した。CT26HER2/Neuがん細胞(2×106)を2mlのDPBSに懸濁し、2μlのカルセインAM(10mM)と混合し、次に5%CO2の下の37℃で45分間インキュベートした。10mlの10%FBS含有RPMI1640による洗浄の後、細胞をウェルにつき2×104細胞の密度で96ウェルプレートの各ウェルに加え、細胞傷害性T細胞(1×105/100μl/ウェル)を各ウェルに加え、5%CO2の下の37℃で4時間インキュベートした。緑色蛍光を示しているCT26HER2/Neuがん生細胞および緑色蛍光を示していないCT26HER2/Neuがん死細胞をフローサイトメトリーによって分析し、細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用を、百分率で表した。二価mIL-12-Fcを投与した腫瘍移植マウスから単離した細胞傷害性T細胞または対照群から単離した細胞傷害性T細胞と比較して、一価mIL-12-Fcを投与した腫瘍移植マウスから単離した細胞傷害性T細胞が、標的CT26HER2/Neuがん細胞に対してより高い細胞傷害作用を示したことが示された。さらに、一価mIL-12-Fcの腫瘍形成阻害作用が、がん細胞に対する一部の細胞傷害性T細胞の直接的細胞傷害作用に帰されたことが示された。 Specifically, 72 hours after the last administration of cytokines in Figure 21 (A), mice were sacrificed and the spleens were dissected therefrom and crushed in 60 mm dishes containing 70 micron mesh and PBS. An erythrocyte lysing buffer was added to the cells obtained by centrifugation to lyse the erythrocytes. Cells were then washed with PBS and incubated with APC-conjugated anti-CD3 antibody (Thermo Fisher Scientific) and PE-conjugated anti-CD8 antibody for 30 minutes at 4°C. After washing the cells with PBS, cytotoxic T cells (CD3 + CD8 + ) were isolated using FACS Aria III (BD biosciences, Korea). To measure the cytotoxic effects of cytotoxic T cells against target CT26 HER2/Neu cancer cells, CT26 HER2/Neu cancer cells were stained with Calcein AM (Thermo Fisher Scientific Inc., 10 μM). CT26 HER2/Neu cancer cells (2×10 6 ) were suspended in 2 ml DPBS, mixed with 2 μl Calcein AM (10 mM) and then incubated at 37° C. under 5% CO 2 for 45 minutes. After washing with 10 ml of RPMI 1640 containing 10% FBS, cells were added to each well of a 96-well plate at a density of 2 x 104 cells per well and cytotoxic T cells (1 x 105/100 μl/well) were added to each well. Added to wells and incubated for 4 hours at 37° C. under 5% CO 2 . Live CT26 HER2/Neu cancer cells exhibiting green fluorescence and dead CT26 HER2/Neu cancer cells not exhibiting green fluorescence were analyzed by flow cytometry and the cytotoxic effect of cytotoxic T cells was expressed as a percentage. expressed. Tumors treated with monovalent mIL-12-Fc compared to cytotoxic T cells isolated from tumor-implanted mice treated with bivalent mIL-12-Fc or cytotoxic T cells isolated from control groups It was shown that cytotoxic T cells isolated from transplanted mice exhibited higher cytotoxicity against target CT26 HER2/Neu cancer cells. Furthermore, it was shown that the tumorigenicity inhibitory effect of monovalent mIL-12-Fc was attributed to direct cytotoxic effects of some cytotoxic T cells against cancer cells.
図23(D)は、腫瘍移植マウスへの一価IL-12-Fcの投与によって増強された細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用が腫瘍抗原特異的であるかどうかを決定するために、腫瘍抗原を発現するCT26HER2/Neuがん細胞および腫瘍抗原を発現しない4T1細胞を使用して、図21(A)の3回目の投与から3日後に屠殺したマウスの脾臓から単離した、細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用を測定した結果を示す。 FIG. 23(D) shows that the cytotoxicity of cytotoxic T cells enhanced by administration of monovalent IL-12-Fc to tumor-implanted mice was tumor antigen-specific. Cytotoxicity isolated from the spleens of mice sacrificed 3 days after the third dose in FIG. 1 shows the results of measuring the cytotoxicity of sexual T cells.
具体的には、図20(A)の一価IL-12-Fcの3回目の投与から72時間後に、マウスを屠殺し、脾臓をそこから解剖し、70ミクロンメッシュおよびPBSを含有する60mm皿の中で砕いた。標的CT26HER2/Neuがん細胞および非標的4T1細胞に対する細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用を測定するために、図21(C)で使用した方法によって、CT26HER2/Neuがん細胞および4T1がん細胞をカルセインAM(Thermo Fisher Scientific Inc.、10μM)で染色した。10mlの10%FBS含有RPMI1640による3回の洗浄の後、細胞をウェルにつき2×104細胞の密度で96ウェルプレートの各ウェルに加え、細胞傷害性T細胞(1×105/100μl/ウェル)を各ウェルに加え、5%CO2の下の37℃のインキュベーターの中で4時間インキュベートした。緑色蛍光を示しているCT26HER2/Neuがん生細胞および緑色蛍光を示していないCT26HER2/Neuがん死細胞または4T1がん細胞をフローサイトメトリーによって分析し、細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用を百分率で表した。その結果、一価mIL-12-Fcの投与によって増強された細胞傷害性T細胞の細胞傷害作用が標的細胞特異的であることが示された。 Specifically, 72 hours after the third dose of monovalent IL-12-Fc in FIG. 20(A), mice were sacrificed and spleens were dissected from them and placed in 60 mm dishes containing 70 micron mesh and PBS. crushed in To measure the cytotoxicity of cytotoxic T cells against targeted CT26 HER2 /Neu cancer cells and non-targeted 4T1 cells, the method used in FIG. Tumor cells were stained with Calcein AM (Thermo Fisher Scientific Inc., 10 μM). After 3 washes with 10 ml RPMI 1640 containing 10% FBS, cells were added to each well of a 96-well plate at a density of 2 x 10 4 cells per well and cytotoxic T cells (1 x 10 5 /100 μl/well) were added to each well. ) was added to each well and incubated for 4 hours in a 37° C. incubator under 5% CO 2 . Live CT26 HER2/Neu cancer cells exhibiting green fluorescence and dead CT26 HER2/Neu cancer cells or 4T1 cancer cells not exhibiting green fluorescence were analyzed by flow cytometry to determine the cytotoxicity of cytotoxic T cells. The action was expressed as a percentage. The results showed that the cytotoxicity of cytotoxic T cells enhanced by administration of monovalent mIL-12-Fc was target cell specific.
図23(E)は、CT26HER2/Neuがん細胞に対する、図21(A)の3回目の投与から3日後に屠殺したマウスの脾臓から単離した、ナチュラルキラー細胞の細胞傷害作用を測定した結果を示す。 FIG. 23(E) measures the cytotoxic effect of natural killer cells isolated from the spleen of mice sacrificed 3 days after the third administration of FIG. 21(A) against CT26 HER2/Neu cancer cells. Show the results.
具体的には、図21(A)のサイトカインの3回目の投与から3日後に、マウスを屠殺し、脾臓をそこから解剖し、70ミクロンメッシュおよびPBSを含有する70mm皿の中で砕いた。遠心分離によって得た細胞に、赤血球溶解緩衝液を加えて赤血球を溶解した。次に、細胞をPBSで洗浄し、APCコンジュゲート抗CD3抗体(Thermo Fisher Scientific)およびPEコンジュゲート抗CD49b抗体と4℃で30分間インキュベートした。細胞をPBSで洗浄した後、FACS Aria III(BD biosciences、Korea)を使用して、ナチュラルキラー細胞(CD3-CD49b+)を単離した。標的CT26HER2/Neuがん細胞に対するナチュラルキラー細胞の細胞傷害作用を測定するために、CT26HER2/Neuがん細胞をカルセインAM(Thermo Fisher Scientific Inc.、10μM)で染色した。CT26HER2/Neuがん細胞(2×106)を2mlのDPBSに懸濁し、2μlのカルセインAM(10mM)と混合し、次に5%CO2の下の37℃で45分間インキュベートした。10mlの10%FBS含有RPMI1640による洗浄の後、細胞をウェルにつき2×104細胞の密度で96ウェルプレートの各ウェルに加え、ナチュラルキラー細胞(1×105/100μl/ウェル)を各ウェルに加え、5%CO2の下の37℃で4時間インキュベートした。緑色蛍光を示しているCT26HER2/Neuがん生細胞および緑色蛍光を示していないCT26HER2/Neuがん死細胞をフローサイトメトリーによって分析し、ナチュラルキラー細胞の細胞傷害作用を百分率で表した。二価mIL-12-Fcを投与した腫瘍移植マウスから単離したナチュラルキラー細胞または対照群から単離した細胞傷害性T細胞と比較して、一価mIL-12-Fcを投与した腫瘍移植マウスから単離したナチュラルキラー細胞が、標的CT26HER2/Neuがん細胞に対してより高い細胞傷害作用を示したことが示された。さらに、一価mIL-12-Fcの腫瘍形成阻害作用が、がん細胞に対する一部のナチュラルキラー細胞の直接的細胞傷害作用に帰されたことが示された。 Specifically, three days after the third dose of cytokines in Figure 21 (A), mice were sacrificed and the spleens were dissected therefrom and crushed into 70 mm dishes containing 70 micron mesh and PBS. An erythrocyte lysing buffer was added to the cells obtained by centrifugation to lyse the erythrocytes. Cells were then washed with PBS and incubated with APC-conjugated anti-CD3 antibody (Thermo Fisher Scientific) and PE-conjugated anti-CD49b antibody for 30 minutes at 4°C. After washing the cells with PBS, natural killer cells (CD3 − CD49b + ) were isolated using FACS Aria III (BD biosciences, Korea). To measure natural killer cell cytotoxicity against target CT26 HER2/Neu cancer cells, CT26 HER2/Neu cancer cells were stained with Calcein AM (Thermo Fisher Scientific Inc., 10 μM). CT26 HER2/Neu cancer cells (2×10 6 ) were suspended in 2 ml DPBS, mixed with 2 μl Calcein AM (10 mM), then incubated at 37° C. under 5% CO 2 for 45 minutes. After washing with 10 ml of RPMI 1640 containing 10% FBS, cells were added to each well of a 96-well plate at a density of 2 x 104 cells per well, and natural killer cells (1 x 105/100 μl/well) were added to each well. In addition, it was incubated for 4 hours at 37° C. under 5% CO 2 . Live CT26 HER2/Neu cancer cells exhibiting green fluorescence and dead CT26 HER2/Neu cancer cells not exhibiting green fluorescence were analyzed by flow cytometry and natural killer cell cytotoxicity was expressed as a percentage. Tumor-implanted mice administered monovalent mIL-12-Fc compared to natural killer cells isolated from tumor-implanted mice administered bivalent mIL-12-Fc or cytotoxic T cells isolated from control group showed higher cytotoxicity against target CT26 HER2/Neu cancer cells. Furthermore, it was shown that the tumorigenicity inhibitory effect of monovalent mIL-12-Fc was attributed to direct cytotoxic effects of some natural killer cells against cancer cells.
(実施例18:in vivoでエフェクターCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞を形成する一価mIL-12-Fcの能力の評価)
腫瘍移植マウスでの適応免疫の生成は、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞が生成されるかどうかによって評価する。一価mIL-12-Fcの腫瘍除去作用を、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の生成に帰されるかどうかについて、測定した。
Example 18: Evaluation of the ability of monovalent mIL-12-Fc to form effector CD8 + T cells and memory CD8 + T cells in vivo
The generation of adaptive immunity in tumor-implanted mice is assessed by whether effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells are generated. Whether the tumor-clearing effect of monovalent mIL-12-Fc was attributable to the generation of effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells was determined.
図24(A)、24(B)および24(C)は、一価mIL-12-Fcを担腫瘍マウスに投与したときに生成された、エフェクターCD8+T細胞、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数を測定した結果を示す。 Figures 24(A), 24(B) and 24(C) show effector CD8 + T cells, effector memory CD8 + T cells and effector memory CD8 + T cells generated when monovalent mIL-12-Fc was administered to tumor-bearing mice. The results of measuring the number of memory CD8 + T cells are shown.
具体的には、図21(A)に示す処置の後、腫瘍移植の34日後にマウス脾臓を解剖し、ペトリ皿の中でワイヤメッシュを使用して砕き、次に10mlの2%FBS含有培地で洗浄した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄して脾細胞懸濁物を調製し、細胞の数を血球計数器で計数した。APC、FITC、PEまたはPE-cy5コンジュゲート抗CD3、抗CD8、抗CD62Lおよび抗IL-7受容体(IL-7R)抗体を脾細胞に加え、それは、次に4℃で30分間染色し、冷PBS(pH7.4)で洗浄し、次にフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)およびFlow jo(Thermo Fisher Scientific)によって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、CD3+CD8+CD62LlowIL-7Rlow細胞集団、CD3+CD8+CD62LlowIL-7Rhi細胞集団およびCD3+CD8+CD62LhiIL-7Rhi細胞集団を、それぞれエフェクターCD8+T細胞、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞と規定し、全体の脾細胞に対するその割合を計算し、血球計数器で計数した細胞数を掛け算し、一価mIL-12-Fcの投与の後に増加したエフェクターCD8+T細胞、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数を分析した。 Specifically, following the treatment shown in FIG. 21(A), mouse spleens were dissected 34 days after tumor implantation and crushed using a wire mesh in a petri dish, followed by 10 ml of 2% FBS-containing medium. washed with Then 1 ml of erythrocyte lysis buffer was added to it to lyse the erythrocytes, the resulting cells were washed with PBS to prepare a splenocyte suspension, and the number of cells was counted with a hemocytometer. APC, FITC, PE or PE-cy5 conjugated anti-CD3, anti-CD8, anti-CD62L and anti-IL-7 receptor (IL-7R) antibodies were added to the splenocytes, which were then stained for 30 minutes at 4°C, Washed with cold PBS (pH 7.4) and then analyzed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience) and Flow jo (Thermo Fisher Scientific). Each sample was analyzed by dot plot to represent the CD3 + CD8 + CD62L low IL-7R low cell population, the CD3 + CD8 + CD62L low IL-7R hi cell population and the CD3 + CD8 + CD62L hi IL-7R hi cell population, respectively. Effector CD8 + T cells, effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells were defined, their percentage of total splenocytes calculated, multiplied by the number of cells counted in a hemocytometer, monovalent mIL-12 The numbers of effector CD8 + T cells, effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells increased after administration of -Fc were analyzed.
その結果、対照と比較して、一価mIL-12-Fcが腫瘍移植マウスにおけるエフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数を濃度依存的に増加させたことが分かった。しかし、二価mIL-12-Fcは、0.5μgのIL-12の等モル量に対応した濃度で投与した群においてだけエフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数を増加させ、1μgのIL-12の等モル量に対応した濃度でそれを投与した群では、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数を増加させなかった。したがって、一価mIL-12-Fcのより高い腫瘍形成阻害作用が、二価mIL-12-Fcと比較して、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数の増加に帰されたことが見出された。 The results showed that monovalent mIL-12-Fc increased the numbers of effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells in tumor-implanted mice in a concentration-dependent manner, compared to controls. However, bivalent mIL-12-Fc increased the number of effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells only in the group administered at a concentration corresponding to an equimolar dose of 0.5 μg IL-12, The group receiving 1 μg of IL-12 at concentrations corresponding to equimolar doses did not increase the number of effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells. Thus, the higher tumorigenicity inhibitory effect of monovalent mIL-12-Fc was attributed to increased numbers of effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells compared to bivalent mIL-12-Fc. It was found that
図24(D)は、図21(A)の1μgの一価IL-12-Fcの投与から120日後の生存マウスにCT26HER2/Neuがん細胞を再移植し、マウスにおける腫瘍体積の変化を測定することによって得られた結果を示す。
FIG. 24(D) shows CT26 HER2/Neu cancer cells reimplanted in surviving
具体的には、図21(A)の雌Balb/cマウス(NARA Biotech、Korea)への1μgの一価IL-12-Fcの最終投与から120日後に、生存マウスの毛を剃り、150μLのPBSに希釈したCT26HER2/Neu細胞(1×106細胞/マウス)をマウスの皮下に移植した。次に、1μgの一価IL-12-Fcのさらなる投与なしに腫瘍を週に2回測定し、腫瘍体積(V)を以下の式を使用して計算した:V=長さ×幅2/2。その結果、対照群と比較して、1μgの一価mIL-12-Fcの投与の後に生存したマウスの腫瘍は、11日から縮小し始めたことが分かった。したがって、一価mIL-12-Fcを腫瘍移植マウスに投与したとき、それがエフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞を生成したことが判明し、したがって腫瘍をマウスに再び移植したときでさえ、それは除去されるであろう。
Specifically, 120 days after the final administration of 1 μg monovalent IL-12-Fc to female Balb/c mice (NARA Biotech, Korea) in FIG. Mice were subcutaneously implanted with CT26 HER2/Neu cells (1×10 6 cells/mouse) diluted in PBS. Tumors were then measured twice weekly without further administration of 1 μg monovalent IL-12-Fc and tumor volume (V) was calculated using the following formula: V=length× width2 / 2. As a result, it was found that the tumors of surviving mice after administration of 1 μg monovalent mIL-12-Fc began to shrink from
(実施例19:in vivoでメモリー前駆体エフェクターCD8+T細胞を形成する一価mIL-12-Fcの能力の評価)
実施例16および18では、腫瘍移植マウスにおいてCD8+T細胞、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびセントラルメモリーCD8+T細胞の数の増加に及ぼす二価mIL-12-Fcの作用が、一価mIL-12-Fcのものより低いことが観察された。活性化CD8+T細胞が腫瘍細胞を直接的に破壊するエフェクター段階の後、エフェクターCD8+T細胞はメモリー前駆体エフェクター細胞(MPEC)に、次にメモリーCD8+T細胞に部分的に分化し、大部分は短寿命エフェクター細胞(SLEC)に分化することが報告された。したがって、二価mIL-12-Fcの投与によって活性化されるCD8+T細胞が短寿命エフェクター細胞に分化し、したがって生成されるメモリーCD8+T細胞の数が小さく、そのためそれらが腫瘍を除去できないかどうかを決定するために分析を実行した。
Example 19: Evaluation of the ability of monovalent mIL-12-Fc to form memory precursor effector CD8 + T cells in vivo
In Examples 16 and 18, the effects of bivalent mIL-12-Fc on increasing the numbers of CD8 + T cells, effector memory CD8 + T cells and central memory CD8 + T cells in tumor-engrafted mice were compared with monovalent mIL-12-Fc. Lower than that of 12-Fc was observed. After an effector stage in which activated CD8 + T cells directly destroy tumor cells, the effector CD8 + T cells partially differentiate into memory progenitor effector cells (MPECs) and then into memory CD8 + T cells, Most have been reported to differentiate into short-lived effector cells (SLECs). Thus, CD8 + T cells activated by administration of bivalent mIL-12-Fc differentiate into short-lived effector cells, thus generating small numbers of memory CD8 + T cells that prevent them from clearing the tumor. An analysis was performed to determine whether
図24(E)は、図21(A)の3回目の投与から3日後に屠殺したマウスの脾臓に存在するCD8+T細胞の中のメモリー前駆体エフェクター細胞(KLRG1-IL-7R+)および短寿命エフェクター細胞(KLRG1+IL-7R-)の割合を分析した結果を示す。 FIG. 24(E) shows memory precursor effector cells (KLRG1 − IL-7R + ) among CD8 + T cells present in the spleen of mice sacrificed 3 days after the third administration of FIG. 21(A) and The results of analyzing the percentage of short-lived effector cells (KLRG1 + IL-7R − ) are shown.
具体的には、図21(A)に示す処置の後、腫瘍移植の24日後にマウス脾臓を解剖し、ペトリ皿の中でワイヤメッシュを使用して砕き、次に10mlの2%FBS含有培地で洗浄した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄して細胞懸濁物を調製した。APC、FITC、PEまたはPE-cy5コンジュゲート抗CD3、抗CD8、抗KLRG1および抗IL-7受容体(IL-7R)抗体を脾臓細胞に加え、それを、次に4℃で30分間染色し、冷PBS(pH7.4)で洗浄し、次にフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)およびFlow jo(Thermo Fisher Scientific)によって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、CD3+CD8+KLRG1-IL-7R+細胞集団およびCD3+CD8+KLRG1_+IL-7R-細胞集団を、それぞれメモリー前駆体エフェクター細胞および短寿命エフェクター細胞と規定し、全脾細胞と比較したその割合を分析した。 Specifically, following the treatment shown in FIG. 21(A), mouse spleens were dissected 24 days after tumor implantation and crushed using a wire mesh in a petri dish, followed by 10 ml of 2% FBS-containing medium. washed with Next, 1 ml of red blood cell lysis buffer was added to it to lyse the red blood cells, and the resulting cells were washed with PBS to prepare a cell suspension. APC, FITC, PE or PE-cy5 conjugated anti-CD3, anti-CD8, anti-KLRG1 and anti-IL-7 receptor (IL-7R) antibodies were added to splenocytes, which were then stained for 30 minutes at 4°C. , washed with cold PBS (pH 7.4) and then analyzed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience) and Flow jo (Thermo Fisher Scientific). Each sample was analyzed by dot plot and the CD3 + CD8 + KLRG1 − IL-7R + and CD3 + CD8 + KLRG1_ + IL-7R − cell populations were defined as memory precursor effector cells and short-lived effector cells, respectively. , analyzed its proportion compared to total splenocytes.
その結果、対照と比較して、一価mIL-12-Fcが腫瘍移植マウスにおけるメモリー前駆体エフェクター細胞の割合を濃度依存的に増加させたことが分かった。しかし、二価mIL-12-Fcの投与は、対照と比較してメモリー前駆体エフェクター細胞の割合を増加させなかったが、短寿命エフェクター細胞の数をむしろ増加させた。したがって、二価mIL-12-Fcと比較して、一価mIL-12-Fcが、メモリー前駆体エフェクター細胞の生成を促進することによってエフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数を有意に増加させたことが見出され、それが腫瘍除去により高い作用を有することを示した。 As a result, it was found that monovalent mIL-12-Fc increased the proportion of memory precursor effector cells in tumor-implanted mice in a dose-dependent manner, compared to controls. However, administration of bivalent mIL-12-Fc did not increase the percentage of memory progenitor effector cells compared to controls, but rather increased the number of short-lived effector cells. Thus, compared to bivalent mIL-12-Fc, monovalent mIL-12-Fc increased the number of effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells by promoting the generation of memory precursor effector cells. A significant increase was found, indicating that it has a higher effect on tumor elimination.
(実施例20:メモリー細胞分化の誘導に関与する転写因子の発現に及ぼす一価mIL-12-Fcの作用の評価)
CD8+T細胞を高濃度のIL-12と投与したとき、または2日間もしくはそれより長くIL-12を頻繁に投与することによって活性化したとき、CD8+T細胞が短寿命エフェクター細胞に分化することを可能にする転写因子T-betの発現が増加し、CD8+T細胞がメモリー前駆体エフェクター細胞に分化することを可能にする転写因子eomesodermin(Eomes)の発現が低下することが報告された。したがって、一価mIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcが、短寿命エフェクター細胞に分化するCD8+T細胞の割合を変化させるようにCD8+T細胞においてT-betおよびEomesの発現を差次的に調節するかどうかを決定するために、分析を実行した。
(Example 20: Evaluation of the effect of monovalent mIL-12-Fc on expression of transcription factors involved in induction of memory cell differentiation)
When CD8 + T cells are administered with high concentrations of IL-12 or activated by frequent administration of IL-12 for 2 days or longer, CD8 + T cells differentiate into short-lived effector cells. increased expression of the transcription factor T-bet that allows CD8 + T cells to differentiate into memory precursor effector cells, and decreased expression of the transcription factor eomesodermin (Eomes) that allows CD8 + T cells to differentiate into memory progenitor effector cells. . Thus, monovalent mIL-12-Fc and bivalent mIL-12-Fc stimulate T-bet and Eomes expression in CD8 + T cells to alter the proportion of CD8 + T cells that differentiate into short-lived effector cells. An analysis was performed to determine whether it differentially regulates.
図25(A)および25(B)は、図21(A)の3回目の投与から3日後に屠殺したマウスの脾臓の中の、CD8+T細胞(メモリー細胞の分化を阻害するT-betの高い発現を示す)およびCD8+T細胞(メモリー細胞の分化を促進するEomesの低い発現を示す)の割合を測定するために実行したフローサイトメトリー分析の結果を示す。 Figures 25(A) and 25(B) show CD8 + T cells (T-bet, which inhibits the differentiation of memory cells) in the spleens of mice sacrificed 3 days after the third administration of Figure 21(A). shows high expression of Eomes) and CD8 + T cells (showing low expression of Eomes, which promotes differentiation of memory cells).
具体的には、図21(A)に示す処置の後、腫瘍移植の24日後にマウス脾臓を解剖し、ペトリ皿の中でワイヤメッシュを使用して砕き、次に10mlの2%FBS含有培地で洗浄した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄して細胞懸濁物を調製した。脾細胞をPE-cy5またはFITCコンジュゲート抗CD3および抗CD8抗体により4℃で30分間染色し、冷PBS(pH7.4)で洗浄した。次に、Foxp3/転写因子染色緩衝液セット(Thermo Fisher Scientific)(細胞核内転写因子染色試薬である)で細胞を固定し、透過処理した。次に、細胞をPEまたはefluor660コンジュゲート抗T-betまたは抗Eomes抗体により4℃で30分間染色し、次に透過処理緩衝液でのフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)およびフローサイトメトリーデータ分析のためのFlow jo(Thermo Fisher Scientific)によって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、CD3+CD8+T-bethigh細胞集団およびCD3+CD8+Eomes+T-betlow細胞集団の割合を分析した。その結果、対照と比較して、一価mIL-12-FcがCD3+CD8+T-bethigh細胞集団の割合を濃度依存的に低減させ、CD3+CD8+Eomes+T-betlow細胞集団の割合を濃度依存的に増加させたことが見られた。しかし、二価mIL-12-Fcは、0.5μgのIL-12の等モル量に対応した濃度でそれを投与した群においてだけCD3+CD8+T-bethigh細胞集団の割合を低減させ、群の中のCD3+CD8+Eomes+T-betlow細胞集団の割合を増加させた。さらに、二価mIL-12-Fcを1μgのIL-12の等モル量に対応した濃度で投与した群においては、二価mIL-12-FcはCD3+CD8+T-bethigh細胞集団の割合を低減させる作用も、CD3+CD8+Eomes+T-betlow細胞集団の割合を増加させる作用も示さなかった。したがって、二価mIL-12-Fcと比較して、一価mIL-12-Fcは、エフェクターメモリーCD8+T細胞およびメモリーCD8+T細胞の数を有意に増加させるために、CD3+CD8+T-bethigh細胞集団の割合を低減させ、CD3+CD8+Eomes+T-betlow細胞集団の割合を増加させることによって、より高い腫瘍除去作用を有することが見出された。 Specifically, following the treatment shown in FIG. 21(A), mouse spleens were dissected 24 days after tumor implantation and crushed using a wire mesh in a petri dish, followed by 10 ml of 2% FBS-containing medium. washed with Next, 1 ml of red blood cell lysis buffer was added to it to lyse the red blood cells, and the resulting cells were washed with PBS to prepare a cell suspension. Splenocytes were stained with PE-cy5 or FITC-conjugated anti-CD3 and anti-CD8 antibodies for 30 minutes at 4°C and washed with cold PBS (pH 7.4). Cells were then fixed and permeabilized with the Foxp3/transcription factor staining buffer set (Thermo Fisher Scientific), which is a nuclear transcription factor staining reagent. Cells were then stained with PE or efluor660 conjugated anti-T-bet or anti-Eomes antibodies for 30 minutes at 4°C followed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience) in permeabilization buffer and flow cytometry data. Analyzed by Flowjo for analysis (Thermo Fisher Scientific). Each sample was analyzed by dot plot to analyze the percentage of CD3 + CD8 + T-bet high and CD3 + CD8 + Eomes + T-bet low cell populations. As a result, compared with the control, monovalent mIL-12-Fc concentration-dependently reduced the proportion of the CD3 + CD8 + T-bet high cell population, and reduced the proportion of the CD3 + CD8 + Eomes + T-bet low cell population. A concentration-dependent increase in the proportion was seen. However, bivalent mIL-12-Fc reduced the percentage of the CD3 + CD8 + T-bet high cell population only in the group to which it was administered at a concentration corresponding to an equimolar amount of 0.5 μg IL-12, The percentage of CD3 + CD8 + Eomes + T-bet low cell population in the group was increased. Furthermore, in the group to which bivalent mIL-12-Fc was administered at a concentration corresponding to an equimolar amount of 1 μg of IL-12, bivalent mIL-12-Fc increased the proportion of the CD3 + CD8 + T-bet high cell population. , nor did it act to increase the proportion of the CD3 + CD8 + Eomes + T-bet low cell population. Thus, compared to bivalent mIL-12-Fc, monovalent mIL-12-Fc significantly increased the number of effector memory CD8 + T cells and memory CD8 + T cells to significantly increase the number of CD3 + CD8 + T cells. It was found that by decreasing the percentage of the -bet high cell population and increasing the percentage of the CD3 + CD8 + Eomes + T-bet low cell population, it has a higher tumor elimination effect.
T細胞受容体シグナルおよび共起刺激シグナルの存在下でCD8+T細胞をIL-12などの炎症性サイトカインで刺激するとき、STAT4のリン酸化が増加し、リン酸化されたSTAT4(pSTAT4)は核に移動し、T-betエンハンサーに結合し、それによってT-betの発現を増加させることが公知である。したがって、1μgのIL-12の等モル量に対応した濃度で二価mIL-12-Fcを投与したときに起こった、短寿命エフェクター細胞へのCD8+T細胞の分化が、一価mIL-12-Fcと比較して、1μgのIL-12の等モル量に対応した濃度での二価mIL-12-Fcの投与が、腫瘍移植マウスの腫瘍流入領域リンパ節においてT細胞が活性化されたときにpSTAT4およびT-betの発現を増加させたことが原因であるかどうかを決定するために、分析を実行した。 When CD8 + T cells are stimulated with inflammatory cytokines such as IL-12 in the presence of T cell receptor and co-stimulatory signals, STAT4 phosphorylation is increased and phosphorylated STAT4 (pSTAT4) is released into the nucleus. and bind to the T-bet enhancer, thereby increasing the expression of T-bet. Therefore, the differentiation of CD8 + T cells into short-lived effector cells that occurred when bivalent mIL-12-Fc was administered at a concentration corresponding to an equimolar amount of 1 μg of IL-12 was significantly reduced by monovalent mIL-12 -Fc, administration of bivalent mIL-12-Fc at a concentration corresponding to an equimolar dose of 1 μg IL-12 activated T cells in tumor-draining lymph nodes of tumor-implanted mice Analysis was performed to determine if sometimes increased expression of pSTAT4 and T-bet was responsible.
図25(C)は、CT26HER2/Neuを移植したBalb/cマウスの腫瘍体積が300mm3に到達したときに、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcを1μgのrmIL-12の等モル量に対応した濃度で腹腔内に一度投与してから24時間後に腫瘍流入領域リンパ節から単離した、CD8+T細胞の中のリン酸化STAT4の発現レベルを測定するために実行したフローサイトメトリー分析の結果を示す。 FIG. 25(C) shows bivalent mIL -12-Fc and monovalent mIL - 12-Fc were added to 1 μg Performed to measure the expression levels of phosphorylated STAT4 in CD8 + T cells isolated from tumor-draining lymph nodes 24 hours after a single intraperitoneal administration at concentrations corresponding to equimolar doses of 12 The results of flow cytometric analysis are shown.
具体的には、図23(B)に関して記載されている通り、CT26HER2/Neu結腸直腸がん細胞を移植したBalb/cマウスの腫瘍体積が300mm3に到達したときに、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcを1μgのrmIL-12と等モルの濃度でマウスの腹腔内に投与した。24時間後にマウスの腫瘍流入領域リンパ節を解剖し、ペトリ皿の中でワイヤメッシュを使用して砕き、次に10mlの2%FBS含有培地で洗浄した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄し、このように細胞懸濁物を調製した。流入領域リンパ節細胞をPE-cy5またはFITCコンジュゲート抗CD3および抗CD8抗体により4℃で30分間染色し、PBS(pH7.4)で洗浄し、次に冷メタノールで固定した。次に、流入領域リンパ節細胞を冷PBS(pH7.4)で洗浄し、APCコンジュゲート抗pSTAT4抗体により4℃で30分間染色し、冷PBS(pH7.4)で洗浄し、次にフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)およびFlow jo(Thermo Fisher Scientific)によって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、CD3+CD8+T細胞の中のpSTAT4の発現レベルを比較した。その結果、一価mIL-12-Fcと比較して、二価mIL-12-Fcは、腫瘍移植マウスの腫瘍流入領域リンパ節においてCD8+T細胞が活性化されたときにpSTAT4の発現を増加させる作用を示した。 Specifically, as described with respect to FIG. 23(B), when the tumor volume of Balb/c mice engrafted with CT26 HER2/Neu colorectal cancer cells reached 300 mm 3 , bivalent mIL-12 -Fc and monovalent mIL-12-Fc were administered intraperitoneally to mice at concentrations equimolar to 1 μg of rmIL-12. Twenty-four hours later, tumor-draining lymph nodes of mice were dissected, triturated using wire mesh in petri dishes, and then washed with 10 ml of medium containing 2% FBS. Then 1 ml of erythrocyte lysing buffer was added to it to lyse the erythrocytes and the resulting cells were washed with PBS, thus preparing a cell suspension. Draining lymph node cells were stained with PE-cy5 or FITC-conjugated anti-CD3 and anti-CD8 antibodies for 30 min at 4° C., washed with PBS (pH 7.4) and then fixed with cold methanol. Draining lymph node cells were then washed with cold PBS (pH 7.4), stained with APC-conjugated anti-pSTAT4 antibody for 30 minutes at 4° C., washed with cold PBS (pH 7.4), and then flow-cytometered. Analyzed by cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience) and Flowjo (Thermo Fisher Scientific). Each sample was analyzed by dot plot to compare the expression levels of pSTAT4 among CD3 + CD8 + T cells. Consequently, compared to monovalent mIL-12-Fc, bivalent mIL-12-Fc increased pSTAT4 expression when CD8 + T cells were activated in tumor-draining lymph nodes of tumor-implanted mice. showed the effect of
図25(D)は、図25(C)の単一の腹腔内投与から72時間後の腫瘍流入領域リンパ節の中のCD8+T細胞(メモリー細胞の分化を阻害するT-betを発現する)の割合を測定するために実行したフローサイトメトリーの結果を示す。 FIG. 25(D) shows CD8 + T cells in tumor draining lymph nodes 72 hours after a single intraperitoneal administration of FIG. ), flow cytometry was performed to measure the percentage of
具体的には、図23(B)に関して記載されている通り、CT26HER2/Neu結腸直腸がん細胞を移植したBalb/cマウスの腫瘍体積が300mm3に到達したときに、二価mIL-12-Fcおよび一価mIL-12-Fcを1μgのrmIL-12の等モル量に対応する濃度でマウスの腹腔内に投与した。72時間後にマウスの腫瘍流入領域リンパ節を解剖し、ペトリ皿の中でワイヤメッシュを使用して砕き、次に10mlの2%FBS含有培地で洗浄した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄し、このように細胞懸濁物を調製した。流入領域リンパ節細胞をPE-cy5またはFITCコンジュゲート抗CD3および抗CD8抗体により4℃で30分間染色し、PBS(pH7.4)で洗浄し、Foxp3/転写因子染色緩衝液セット(Thermo Fisher Scientific)(細胞核内転写因子染色試薬である)を使用して固定し、次に透過処理した。次に、細胞をPEまたはAPCコンジュゲート抗T-bet抗体により4℃で30分間染色し、次に透過処理緩衝液でのフローサイトメトリー(FACS Calibur、BD Bioscience)およびFlow jo(Thermo Fisher Scientific)分析によって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、T-betを発現するCD3+CD8+T細胞の割合を比較した。その結果、一価mIL-12-Fcと比較して、二価mIL-12-Fcは、腫瘍移植マウスの流入領域リンパ節においてCD8+T細胞が活性化されたときにT-betの発現を増加させる作用を示した。したがって、1μgのIL-12の等モル量に対応した濃度で二価mIL-12-Fcを投与したときに起こった、短寿命エフェクター細胞へのCD8+T細胞の分化は、一価mIL-12-Fcと比較して、二価mIL-12-Fcの投与が、腫瘍移植マウスの腫瘍流入領域リンパ節においてT細胞が活性化されたときにpSTAT4およびT-betの発現を増加させたことが原因であることが見出された。 Specifically, as described with respect to FIG. 23(B), when the tumor volume of Balb/c mice engrafted with CT26 HER2/Neu colorectal cancer cells reached 300 mm 3 , bivalent mIL-12 -Fc and monovalent mIL-12-Fc were administered intraperitoneally to mice at concentrations corresponding to equimolar amounts of 1 μg rmIL-12. Tumor-draining lymph nodes of mice were dissected after 72 hours, triturated using a wire mesh in Petri dishes, and then washed with 10 ml of 2% FBS-containing medium. Then 1 ml of erythrocyte lysing buffer was added to it to lyse the erythrocytes and the resulting cells were washed with PBS, thus preparing a cell suspension. Draining lymph node cells were stained with PE-cy5 or FITC-conjugated anti-CD3 and anti-CD8 antibodies for 30 minutes at 4° C., washed with PBS (pH 7.4) and treated with Foxp3/transcription factor staining buffer set (Thermo Fisher Scientific). ) (which is a nuclear transcription factor staining reagent) and then permeabilized. Cells were then stained with PE or APC conjugated anti-T-bet antibodies for 30 min at 4° C. followed by flow cytometry (FACS Calibur, BD Bioscience) and Flow jo (Thermo Fisher Scientific) in permeabilization buffer. analyzed by analysis. Each sample was analyzed by dot plot to compare the percentage of CD3 + CD8 + T cells expressing T-bet. As a result, compared to monovalent mIL-12-Fc, bivalent mIL-12-Fc increased the expression of T-bet when CD8 + T cells were activated in the draining lymph nodes of tumor-engrafted mice. showed an increasing effect. Therefore, the differentiation of CD8 + T cells into short-lived effector cells that occurred when bivalent mIL-12-Fc was administered at a concentration corresponding to an equimolar amount of 1 μg of IL-12 was significantly reduced by monovalent mIL-12 -Fc, administration of bivalent mIL-12-Fc increased the expression of pSTAT4 and T-bet when T cells were activated in the tumor-draining lymph nodes of tumor-implanted mice. found to be the cause.
図25(E)および25(F)は、一価mIL-12-Fcが、2つのL-12分子を発現し、そのためCD8+T細胞を2つのL-12分子によって刺激することができる二価mIL-12-Fcのように抗Fc抗体と交差反応したときに、細胞中のpSTAT4およびT-betの発現が、細胞を二価mIL-12-Fcで処置したときに示されるレベルに類似のレベルまで増加するかどうかを測定した結果を示す。 Figures 25(E) and 25(F) show that monovalent mIL-12-Fc expresses two L-12 molecules and thus can stimulate CD8 + T cells with two L-12 molecules. Expression of pSTAT4 and T-bet in cells, when cross-reacted with anti-Fc antibodies like bivalent mIL-12-Fc, was similar to the levels shown when cells were treated with bivalent mIL-12-Fc shows the result of measuring whether it increases to the level of
具体的には、脾臓および腫瘍流入領域リンパ節を正常なBalb/cマウスから解剖し、ペトリ皿の中でワイヤメッシュを使用して砕き、次に10mlの2%FBS含有培地で洗浄した。次に、1mlの赤血球溶解緩衝液をそれに加えて赤血球を溶解し、生じた細胞をPBSで洗浄し、このように細胞懸濁物を調製した。リンパ節細胞をPEコンジュゲート抗CD8抗体により4℃で30分間染色し、冷PBS(pH7.4)で洗浄し、抗PEミクロビーズ(Miltenyi Biotec)と15分間インキュベートし、MACS分離器およびLSカラム(Miltenyi Biotec)を使用してCD8+T細胞をそこから分離した。0.5μg/mlの抗CD3抗体の100μlを96ウェル丸底プレートの各ウェルに加え、それを次に4℃で12時間インキュベートし、PBSで洗浄してプレートに付着していない抗CD3抗体を除去し、2μg/mlの抗CD28抗体の50μlを各ウェルに加えた。次に、一価mIL-12-Fcおよび二価mIL-12-Fcを抗Fc抗体の様々な濃度と4℃で30分間反応させ、次に20pMのIL-12に等モルの濃度で各ウェルに加えた。次に、CD8+T細胞(4×104/ウェル)を各ウェルに加え、pSTAT4の発現を測定するために3時間、T-betの発現を測定するために3日間、37℃のインキュベーターの中でインキュベートした。pSTAT4およびT-betの発現を測定するために、図25(C)および25(D)に関して記載した方法によって細胞を染色し、次にフローサイトメトリーによって分析した。各試料をドットプロットによって分析し、CD8+T細胞の中のpSTAT4またはT-betの発現レベルを比較した。その結果、一価mIL-12-Fcを、CD8+T細胞を2つのL-12分子によって刺激することができるように抗Fc抗体と交差反応させたときに、細胞中のpSTAT4およびT-betの発現レベルは、細胞を二価mIL-12-Fcで処置したときに示されるレベルまで増加したことが示された。 Specifically, spleens and tumor-draining lymph nodes were dissected from normal Balb/c mice, crushed using wire mesh in petri dishes, and then washed with 10 ml of 2% FBS-containing medium. Then 1 ml of erythrocyte lysing buffer was added to it to lyse the erythrocytes and the resulting cells were washed with PBS, thus preparing a cell suspension. Lymph node cells were stained with PE-conjugated anti-CD8 antibody for 30 min at 4° C., washed with cold PBS (pH 7.4), incubated with anti-PE microbeads (Miltenyi Biotec) for 15 min, and subjected to MACS separator and LS column. CD8 + T cells were isolated therefrom using (Miltenyi Biotec). 100 μl of 0.5 μg/ml anti-CD3 antibody was added to each well of a 96-well round-bottom plate, which was then incubated at 4° C. for 12 hours and washed with PBS to remove unattached anti-CD3 antibody to the plate. Removed and 50 μl of 2 μg/ml anti-CD28 antibody was added to each well. Monovalent mIL-12-Fc and bivalent mIL-12-Fc were then reacted with various concentrations of anti-Fc antibodies for 30 minutes at 4° C., followed by 20 pM IL-12 at an equimolar concentration in each well. Added to CD8 + T cells (4×10 4 /well) were then added to each well and placed in a 37° C. incubator for 3 hours to measure pSTAT4 expression and 3 days to measure T-bet expression. incubated in To measure pSTAT4 and T-bet expression, cells were stained by the method described with respect to FIGS. 25(C) and 25(D) and then analyzed by flow cytometry. Each sample was analyzed by dot plot to compare the expression levels of pSTAT4 or T-bet in CD8 + T cells. Consequently, when monovalent mIL-12-Fc was cross-reacted with anti-Fc antibodies such that CD8 + T cells could be stimulated by two L-12 molecules, pSTAT4 and T-bet in cells was shown to increase to levels shown when cells were treated with bivalent mIL-12-Fc.
結論として、図26に示すように、二価mIL-12-Fcと比較して、一価mIL-12-Fcは、CD8+T細胞がメモリー前駆体エフェクター細胞に、次にエフェクターメモリー細胞およびセントラルメモリー細胞に分化することができるように、CD8+T細胞の中でpSTAT4およびT-betの低い発現を誘導する。したがって、一価mIL-12-Fcは、低い濃度(0.5μgのIL-12の等モル量に対応する)でさえ腫瘍移植マウスから腫瘍を除去することができ、したがってマウスの寿命を長くする。しかし、二価mIL-12-Fcは、短寿命エフェクター細胞に細胞が分化してメモリー細胞の発生を妨げることができるように、CD8+T細胞の中でpSTAT4およびT-betの高い発現を誘導する。したがって、二価mIL-12-Fcが一価mIL-12-Fcと同じモル濃度で投与されるとき、それは腫瘍移植マウスから腫瘍を完全に除去することはできない。したがって、二価mIL-12-Fcがより高い濃度(2μgのIL-12の等モル量に対応する)で投与され、腫瘍細胞を直接的に破壊するエフェクター段階において細胞傷害性CD8+T細胞が拡大増殖されるときに限り、二価mIL-12-Fcは腫瘍を除去することができる。 In conclusion, compared to bivalent mIL-12-Fc, monovalent mIL-12-Fc promotes CD8 + T cells to become memory progenitor effector cells, then effector memory cells and central cells, as shown in FIG. It induces low expression of pSTAT4 and T-bet in CD8 + T cells so that they can differentiate into memory cells. Therefore, monovalent mIL-12-Fc can eliminate tumors from tumor-implanted mice even at low concentrations (corresponding to an equimolar amount of 0.5 μg IL-12), thus prolonging the lifespan of the mice. . However, bivalent mIL-12-Fc induces high expression of pSTAT4 and T-bet in CD8 + T cells so that the cells can differentiate into short-lived effector cells and prevent the development of memory cells. do. Therefore, when bivalent mIL-12-Fc is administered at the same molar concentration as monovalent mIL-12-Fc, it cannot completely eliminate tumors from tumor-implanted mice. Therefore, bivalent mIL-12-Fc was administered at a higher concentration (corresponding to an equimolar amount of 2 μg of IL-12) to induce cytotoxic CD8 + T cells in the effector stage to directly destroy tumor cells. Bivalent mIL-12-Fc can eliminate tumors only when they are expanded.
本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質は、それが、2つまたはそれより多くの異なるサブユニットタンパク質で構成される天然に存在する生理活性タンパク質の活性を保持することができ、それによって、融合タンパク質が、天然に存在する形態および構造を可能な最も高い程度で維持することができるように、タンパク質の各サブユニットを免疫グロブリンのヘテロダイマーFcの各鎖に別々に融合させることができるので、組み立てられたタンパク質を形成することによって生理活性を示すという点で、利点を有する。さらに、in vivoでのその生理活性が長期持続することができるように、ヘテロダイマーFc融合タンパク質に含有される生理活性タンパク質のin vivo半減期を、ヘテロダイマーFcによって媒介される長い半減期に起因して有意に増加させることができる。 A heterodimeric Fc fusion protein according to the present invention is capable of retaining the activity of a naturally occurring bioactive protein in which it is composed of two or more different subunit proteins, whereby the fusion protein is , so that each subunit of the protein can be separately fused to each chain of the immunoglobulin heterodimeric Fc such that the naturally occurring form and structure can be maintained to the highest possible degree. It has an advantage in that it exhibits bioactivity by forming a specific protein. Furthermore, the in vivo half-life of the bioactive protein contained in the heterodimeric Fc fusion protein is attributed to the long half-life mediated by the heterodimeric Fc so that its bioactivity in vivo can be long-lasting. can be significantly increased by
さらに、本発明によるヘテロダイマーFc融合タンパク質は、さらなる精製過程の最適化を必要とすることなく、ヘテロダイマーFc融合タンパク質を天然の構成で容易に生成することが可能である点で、利点を有する。 Furthermore, the heterodimeric Fc-fusion proteins according to the invention have the advantage that the heterodimeric Fc-fusion proteins can be easily produced in their native configuration without the need for further optimization of the purification process. .
本発明は具体的特徴に関して詳細に記載しているが、この記載は好ましい実施形態のためだけであり、本発明の範囲を限定するものでないことは当業者に明らかになる。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって規定される。 Although the invention has been described in detail with respect to specific features, it will be apparent to those skilled in the art that this description is for preferred embodiments only and is not intended to limit the scope of the invention. Accordingly, the substantial scope of the invention is defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (30)
前記p40サブユニットは、前記第1のFc領域のN末端に連結され、 said p40 subunit is linked to the N-terminus of said first Fc region;
前記p35サブユニットは、(G The p35 subunit is (G 44 S)S) 33 ペプチドリンカーを介して前記第2のFc領域のN末端に連結され、linked to the N-terminus of said second Fc region via a peptide linker;
前記第1のFc領域と前記第2のFc領域の各々が、ヒトIgG1、IgG2、IgG3およびIgG4からなる群より選択されるFc領域に由来し、 each of said first Fc region and said second Fc region is derived from an Fc region selected from the group consisting of human IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4;
前記第1のFc領域および前記第2のFc領域のCH3ドメインは各々が、ヘテロ二量体化を促進する1つまたは複数のアミノ酸を含み、 the CH3 domains of said first Fc region and said second Fc region each comprise one or more amino acids that promote heterodimerization;
前記ヘテロ二量体化を促進する1つまたは複数のアミノ酸が、前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの409位のトリプトファン、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの399位のバリン、および、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの405位のスレオニン(アミノ酸の位置はEUインデックスに従って番号付けされる)である、 said one or more amino acids that promote heterodimerization are tryptophan at position 409 of said CH3 domain of said first Fc region, valine at position 399 of said CH3 domain of said second Fc region, and , a threonine at position 405 (amino acid positions are numbered according to the EU index) of said CH3 domain of said second Fc region;
ポリヌクレオチド。Polynucleotide.
(a)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの370位のグルタミン酸(E)、アルギン(R)、メチオニン(M)、アスパラギン酸(D)またはヒスチジン(H); (a) glutamic acid (E), algin (R), methionine (M), aspartic acid (D) or histidine (H) at position 370 of said CH3 domain of said first Fc region;
(b)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの360位のグルタミン酸(E);ならびに (b) glutamic acid (E) at position 360 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(c)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの357位のアスパラギン(N)、アスパラギン酸(D)、アラニン(A)、イソロイシン(I)、グリシン(G)またはメチオニン(M)、および、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの364位のスレオニン(T)またはトリプトファン(W) (c) asparagine (N), aspartic acid (D), alanine (A), isoleucine (I), glycine (G) or methionine (M) at position 357 of said CH3 domain of said second Fc region, and threonine (T) or tryptophan (W) at position 364 of said CH3 domain of said second Fc region
から選択される1つまたは複数のアミノ酸を含む、請求項1に記載のポリヌクレオチド。2. The polynucleotide of claim 1, comprising one or more amino acids selected from.
前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの347位のアルギニン(R) an arginine (R) at position 347 of said CH3 domain of said second Fc region
を含む、請求項3に記載のポリヌクレオチド。4. The polynucleotide of claim 3, comprising:
(i)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの349位のシステイン(C);および (i) a cysteine (C) at position 349 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(ii)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの354位のシステイン(C) (ii) a cysteine (C) at position 354 of said CH3 domain of said second Fc region;
をさらに含む、請求項3または請求項4に記載のポリヌクレオチド。5. The polynucleotide of claim 3 or claim 4, further comprising:
(a)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの360位のグルタミン酸(E);および (a) glutamic acid (E) at position 360 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(b)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの347位のアルギニン(R) (b) an arginine (R) at position 347 of said CH3 domain of said second Fc region;
から選択される1つまたは複数のアミノ酸を含む、請求項1に記載のポリヌクレオチド。2. The polynucleotide of claim 1, comprising one or more amino acids selected from.
(i)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの349位のシステイン(C);および (i) a cysteine (C) at position 349 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(ii)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの354位のシステイン(C) (ii) a cysteine (C) at position 354 of said CH3 domain of said second Fc region;
をさらに含む、請求項6に記載のポリヌクレオチド。7. The polynucleotide of claim 6, further comprising:
(a)請求項1~8のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド;または (a) the polynucleotide of any one of claims 1-8; or
(b)請求項9に記載のベクター (b) the vector of claim 9;
を含む、細胞。containing, cells.
前記一価のヘテロダイマーFc融合タンパク質は、免疫グロブリンFc(結晶性断片)対の第1のFc領域および第2のFc領域、ならびに、ヒトインターロイキン-12(IL-12)のサブユニットp35(IL-12A)およびp40(IL-12B)を含み、 The monovalent heterodimeric Fc fusion protein comprises a first Fc region and a second Fc region of an immunoglobulin Fc (crystalline fragment) pair and the subunit p35 of human interleukin-12 (IL-12) ( IL-12A) and p40 (IL-12B),
前記p40サブユニットは、前記第1のFc領域のN末端に連結され、 said p40 subunit is linked to the N-terminus of said first Fc region;
前記p35サブユニットは、(G The p35 subunit is (G 44 S)S) 33 ペプチドリンカーを介して前記第2のFc領域のN末端に連結され、linked to the N-terminus of said second Fc region via a peptide linker;
前記第1のFc領域と前記第2のFc領域の各々が、ヒトIgG1、IgG2、IgG3およびIgG4からなる群より選択されるFc領域に由来し、 each of said first Fc region and said second Fc region is derived from an Fc region selected from the group consisting of human IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4;
前記第1のFc領域および前記第2のFc領域のCH3ドメインは各々が、ヘテロ二量体化を促進する1つまたは複数のアミノ酸を含み、 the CH3 domains of said first Fc region and said second Fc region each comprise one or more amino acids that promote heterodimerization;
前記ヘテロ二量体化を促進する1つまたは複数のアミノ酸が、前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの409位のトリプトファン、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの399位のバリン、および、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの405位のスレオニン(アミノ酸の位置はEUインデックスに従って番号付けされる)であり、 said one or more amino acids that promote heterodimerization are tryptophan at position 409 of said CH3 domain of said first Fc region, valine at position 399 of said CH3 domain of said second Fc region, and , a threonine at position 405 (amino acid positions are numbered according to the EU index) of said CH3 domain of said second Fc region;
前記医薬が、静脈内または皮下投与のために製剤化される、 the medicament is formulated for intravenous or subcutaneous administration;
医薬。Medicine.
(a)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの370位のグルタミン酸(E)、アルギン(R)、メチオニン(M)、アスパラギン酸(D)またはヒスチジン(H); (a) glutamic acid (E), algin (R), methionine (M), aspartic acid (D) or histidine (H) at position 370 of said CH3 domain of said first Fc region;
(b)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの360位のグルタミン酸(E);ならびに (b) glutamic acid (E) at position 360 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(c)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの357位のアスパラギン(N)、アスパラギン酸(D)、アラニン(A)、イソロイシン(I)、グリシン(G)またはメチオニン(M)、および、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの364位のスレオニン(T)またはトリプトファン(W) (c) asparagine (N), aspartic acid (D), alanine (A), isoleucine (I), glycine (G) or methionine (M) at position 357 of said CH3 domain of said second Fc region, and threonine (T) or tryptophan (W) at position 364 of said CH3 domain of said second Fc region
から選択される1つまたは複数のアミノ酸を含む、請求項13に記載の医薬。14. A medicament according to claim 13, comprising one or more amino acids selected from
前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの347位のアルギニン(R) an arginine (R) at position 347 of said CH3 domain of said second Fc region
を含む、請求項15に記載の医薬。16. The medicament according to claim 15, comprising
(i)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの349位のシステイン(C);および (i) a cysteine (C) at position 349 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(ii)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの354位のシステイン(C) (ii) a cysteine (C) at position 354 of said CH3 domain of said second Fc region;
をさらに含む、請求項15または請求項16に記載の医薬。17. The medicament according to claim 15 or 16, further comprising
(a)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの360位のグルタミン酸(E);および (a) glutamic acid (E) at position 360 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(b)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの347位のアルギニン(R) (b) an arginine (R) at position 347 of said CH3 domain of said second Fc region;
から選択される1つまたは複数のアミノ酸を含む、請求項13に記載の医薬。14. A medicament according to claim 13, comprising one or more amino acids selected from
(i)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの349位のシステイン(C);および (i) a cysteine (C) at position 349 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(ii)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの354位のシステイン(C) (ii) a cysteine (C) at position 354 of said CH3 domain of said second Fc region;
をさらに含む、請求項18に記載の医薬。19. The medicament of claim 18, further comprising
前記一価のヘテロダイマーFc融合タンパク質は、免疫グロブリンFc(結晶性断片)対の第1のFc領域および第2のFc領域、ならびに、ヒトインターロイキン-12(IL-12)のサブユニットp35(IL-12A)およびp40(IL-12B)を含み、 The monovalent heterodimeric Fc fusion protein comprises a first Fc region and a second Fc region of an immunoglobulin Fc (crystalline fragment) pair and the subunit p35 of human interleukin-12 (IL-12) ( IL-12A) and p40 (IL-12B),
前記p40サブユニットは、前記第1のFc領域のN末端に連結され、 said p40 subunit is linked to the N-terminus of said first Fc region;
前記p35サブユニットは、(G The p35 subunit is (G 44 S)S) 33 ペプチドリンカーを介して前記第2のFc領域のN末端に連結され、linked to the N-terminus of said second Fc region via a peptide linker;
前記第1のFc領域と前記第2のFc領域の各々が、ヒトIgG1、IgG2、IgG3およびIgG4からなる群より選択されるFc領域に由来し、 each of said first Fc region and said second Fc region is derived from an Fc region selected from the group consisting of human IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4;
前記第1のFc領域および前記第2のFc領域のCH3ドメインは各々が、ヘテロ二量体化を促進する1つまたは複数のアミノ酸を含み、 the CH3 domains of said first Fc region and said second Fc region each comprise one or more amino acids that promote heterodimerization;
前記ヘテロ二量体化を促進する1つまたは複数のアミノ酸が、前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの409位のトリプトファン、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの399位のバリン、および、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの405位のスレオニン(アミノ酸の位置はEUインデックスに従って番号付けされる)であり、 said one or more amino acids that promote heterodimerization are tryptophan at position 409 of said CH3 domain of said first Fc region, valine at position 399 of said CH3 domain of said second Fc region, and , a threonine at position 405 (amino acid positions are numbered according to the EU index) of said CH3 domain of said second Fc region;
前記医薬が、静脈内または皮下投与のために製剤化される、 the medicament is formulated for intravenous or subcutaneous administration;
使用。use.
(a)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの370位のグルタミン酸(E)、アルギン(R)、メチオニン(M)、アスパラギン酸(D)またはヒスチジン(H); (a) glutamic acid (E), algin (R), methionine (M), aspartic acid (D) or histidine (H) at position 370 of said CH3 domain of said first Fc region;
(b)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの360位のグルタミン酸(E);ならびに (b) glutamic acid (E) at position 360 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(c)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの357位のアスパラギン(N)、アスパラギン酸(D)、アラニン(A)、イソロイシン(I)、グリシン(G)またはメチオニン(M)、および、前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの364位のスレオニン(T)またはトリプトファン(W) (c) asparagine (N), aspartic acid (D), alanine (A), isoleucine (I), glycine (G) or methionine (M) at position 357 of said CH3 domain of said second Fc region, and threonine (T) or tryptophan (W) at position 364 of said CH3 domain of said second Fc region
から選択される1つまたは複数のアミノ酸を含む、請求項22に記載の使用。23. Use according to claim 22, comprising one or more amino acids selected from
前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの347位のアルギニン(R) an arginine (R) at position 347 of said CH3 domain of said second Fc region
を含む、請求項24に記載の使用。25. Use according to claim 24, comprising
(i)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの349位のシステイン(C);および (i) a cysteine (C) at position 349 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(ii)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの354位のシステイン(C) (ii) a cysteine (C) at position 354 of said CH3 domain of said second Fc region;
をさらに含む、請求項24または請求項25に記載の使用。26. Use according to claim 24 or claim 25, further comprising
(a)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの360位のグルタミン酸(E);および (a) glutamic acid (E) at position 360 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(b)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの347位のアルギニン(R) (b) an arginine (R) at position 347 of said CH3 domain of said second Fc region;
から選択される1つまたは複数のアミノ酸を含む、請求項22に記載の使用。23. Use according to claim 22, comprising one or more amino acids selected from
(i)前記第1のFc領域の前記CH3ドメインの349位のシステイン(C);および (i) a cysteine (C) at position 349 of said CH3 domain of said first Fc region; and
(ii)前記第2のFc領域の前記CH3ドメインの354位のシステイン(C) (ii) a cysteine (C) at position 354 of said CH3 domain of said second Fc region;
をさらに含む、請求項27に記載の使用。28. Use according to claim 27, further comprising
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